Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit integriertem elektrischen Funktionselement, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbundscheibe und deren Verwendung.

Im Bereich der Fahrzeugtechnik wird eine Vielzahl von Scheiben verwendet. Dabei ist ein zunehmender Wunsch festzustellen, unterschiedliche Funktionen in die Scheiben zu integrieren. So wird z.B. in zunehmendem Maße versucht, elektrische Funktionselemente, beispielsweise Sensoren, z.B. Regensensoren, Beleuchtungssensoren, Abstandssensoren, etc. oder Bedienelemente, wie z.B. Berührungsschalter, Näherungsschalter, Beleuchtungs- und Anzeigenelemente oder andere funktionelle Elemente, zum Beispiel für Fahrassistenzsysteme und/oder für Zwecke des Infotainments in die Scheiben zu integrieren. Hierbei sind beispielsweise der Platzbedarf der funktionellen Elemente und Bauteile, sowie bisher oft aufwendige Fertigungsverfahren oder ein wenig ästhetisches Erscheinungsbild der resultierenden Scheiben limitierende Faktoren.

In Gebäuden und/oder Fahrzeugen werden bereits vielfältig funktionale Verglasungen genutzt. Die DE 19927683 C1 offenbart eine Verbundglasscheibe aus wenigstens zwei Glasscheiben und einer diese verbindenden transparenten Verbundschicht und mit einer, im wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektierenden Sonnenschutzschicht. Die Verbundglasscheibe ist auf ihrer zu einem Innenraum hinweisenden Oberfläche mit einer weiteren, von der Sonnenschutzschicht räumlich getrennten, transparenten, im wesentlichen Wärmestrahlen reflektierenden Beschichtung (Low-E-Schicht) versehen.

Es sind auch Windschutzscheiben bekannt, in die eine Sonnenblende in Form eines Funktionselements mit elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften integriert ist, insbesondere mit elektrisch regelbarer Transmission oder Streuverhalten. Damit kann der Fahrer das Transmissionsverhalten der Windschutzscheibe selbst gegenüber Sonnenstrahlung steuern, die herkömmliche mechanische Sonnenblende wird verzichtbar.

Elektrisch regelbare Sonnenblenden finden darüber hinaus auch Anwendung in Glasdächern von Kraftfahrzeugen. Insbesondere bei großflächigen Panoramaglasscheiben besteht das Bedürfnis die Transmission der Scheibe variabel zu steuern. Je nach Sonnenstand besteht dabei die Notwendigkeit lediglich Teilbereiche der Scheibe abzublenden, oder auch als Blickschutz im geparkten Fahrzeug die vollständige Fläche intransparent zu schalten. Ein solches elektrisch schaltbares Funktionselement zur Realisierung von regelbaren Sonnenblenden ist ein sogenanntes PDLC-Funktionselement (polymer dispersed liquid crystal). Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Das PDLC-Funktionselement wirkt weniger durch Herabsetzung der Gesamttransmission, sondern durch Erhöhung der Streuung, um den Blendschutz zu gewährleisten.

Windschutzscheiben mit elektrisch regelbaren Sonnenblenden sind beispielsweise bekannt aus DE 102013001334 A1 , DE 102005049081 B3, DE 102005007427 A 1 und DE 102007027296 A1. DE 102010021563A1 beschreibt eine Windschutzscheibe mit elektrisch regelbarer Sonnenblende, die in Teilbereichen schaltbar ist, wobei die Abdunkelung der einzelnen Elemente über eine kapazitive Sensoranordnung im Randbereich der Sonnenblende steuerbar ist.

Die elektrische Kontaktierung von elektrisch steuerbaren Funktionselementen erfolgt üblicherweise über Sammelleiter (auch als „bus bars“ bezeichnet), die im Randbereich des Funktionselementes auf die Flächenelektroden aufgebracht sind und diese elektrisch leitend kontaktieren. Durch Verbinden der Sammelleiter mit einer externen Spannungsquelle, beispielsweise über an den Sammelleitern angebrachte Flachleiter, wird eine Spannung an den Flächenelektroden angelegt und die aktive Schicht des Funktionselementes geschaltet.

US 8 519 362 B2 beschreibt ein HUD-System, das in ein Auto eingebaut wird. Es basiert auf einer laminierten Windschutzscheibe, bei der die HUD-Funktion von einer Schicht aus luminophorem Material stammt. US 7 230 767 B2 beschreibt ein Anzeigesystem in einer Autoglasscheibe, bei dem ein lichtemittierendes Material verwendet wird, das das Bild zum Fahrer projiziert. Das Bild ist ein virtuelles Bild, das meterweit von den Augen des Fahrers und von der Windschutzscheibe entfernt fokussiert wird.

Die WO 2020/143996 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Darstellung eines digitalen Bildes auf einer geometrischen und photometrischen nicht-trivialen Fläche. Insbesondere offenbart das Dokument ein Bild auf eine Windschutzscheibe zu projizieren, welche eine Verbundverglasung mit einer schaltbaren Flüssigkristallschicht umfasst.

Ein Herstellungsverfahren für ein HUD-System, das in eine Verbundglasscheibe integriert ist, wird in EP 2 883 693 beschrieben. WO 2017/157626 A1 offenbart eine Windschutzscheibe mit einem Funktionselement mit elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften.

In der WO 2018/215106 A1 ist eine Verbundglasscheibe offenbart aufweisend eine erste Glas- Schicht und eine zweite Glas-Schicht, wobei zwischen der ersten Glas-Schicht und der zweiten Glas-Schicht zumindest eine erste elektrisch leitende Struktur und eine zweite elektrisch leitende Struktur angeordnet sind, wobei die erste elektrisch leitende Struktur und die zweite elektrisch leitende Struktur beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei die erste elektrisch leitende Struktur die zweite elektrisch leitende Struktur in einer senkrechten Ausrichtung in Bezug auf die erste Glas-Schicht zumindest teilweise überlappt, wobei die erste elektrisch leitende Struktur einem ersten elektrischen Element zugeordnet ist, wobei das erste elektrische Element ein kapazitiver Sensor ist.

WO 2022/152511 A1 beschreibt eine Verglasung mit einer außen darauf befestigten Bedienvorrichtung, wobei die Bedienvorrichtung zumindest ein Bedienelement aufweist, welches auf der Bedienseite angeordnet ist, wobei die Bedienvorrichtung mit einer von der Bedienseite abgewandten Befestigungsseite außen auf der Scheibe der Verglasung angeordnet ist. Die Bedienvorrichtung umfasst ein oder mehrere elektronische Bauelemente und eine Energieversorgungseinrichtung. Die Bedienvorrichtung umfasst des Weiteren eine thermisch verformte Folie mit einer Dekorseite und einer der Dekorseite gegenüberliegenden Unterseite. Die Dekorseite stellt dabei die Bedienseite der Bedienvorrichtung dar. Auf die Unterseite der thermisch verformten Folie ist eine Funktionsschicht mit zumindest einem elektronischen Bauelement gedruckt. An der Unterseite der Folie und/oder der Funktionsschicht ist ein Körper angeordnet, welcher mit der Folie und/oder der Funktionsschicht nicht-lösbar, beispielsweise über eine im Spritzgussverfahren erzeugte Verbindung, verbunden ist. Die Bedienvorrichtung ist dabei vorzugsweise eine In-Mold-Bedienvorrichtung, die in einem sogenannten In-Mold- Electronics- (IME-) Verfahren hergestellt wird. Dieses IM E-Produktionsverfahren wird bereits vielfältig in der Industrie- und Automobilelektronik eingesetzt.

US 2019/134954 A1 offenbart eine leuchtende Signalverglasung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Verglasung und die Herstellung einer solchen Verglasung.

US 2019/291388 A1 offenbart eine Fahrzeugverglasung mit Leuchtanzeige.

In WO 2018/122770 A1 ist eine laminierte Automobilverglasung offenbart mit einem Verdunkelungsbereich, der durch Aufdrucken der Verdunkelung auf einen zwischen mindestens zwei Schichten aus Kunststoffzwischenschichten laminierten Film oder direkt auf die Zwischenschicht erzeugt wird, anstatt eine Emailfritte auf das Glas zu drucken und einzubrennen.

In WO 2022/268691 A1 ist eine Verbundscheibe mit einer Funktionsfolie mit einem opaken Aufdruck offenbart, wobei die Funktionsfolie beispielsweise eine HUD-Folie, eine Displayfolie, eine optische Mehrschichtfolie, eine Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung oder eine Funktionsfolie mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften sein kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Verbundscheibe mit mindestens einem elektrischen Funktionselement bereitzustellen, wobei das elektrische Funktionselement in die Verbundscheibe integriert ist und neben der Bereitstellung einer oder mehrerer Funktionalitäten, gleichzeitig ein ansprechendes, ebenmäßiges und ästhetisches Erscheinungsbild der Verbundscheibe ermöglicht wird. Die Verbundscheibe mit dem integrierten Funktionselement soll dabei einfach und kostengünstig, auch in industrieller Serienfertigung herzustellen sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird bezüglich der Verbundscheibe und bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird eine Verbundscheibe, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer Außenscheibe mit einer Außenseite I und einer Innenseite II und einer Innenscheibe mit einer Außenseite III und einer Innenseite IV, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei in der Verbundscheibe mindestens ein elektrisches Funktionselement integriert ist, welches

• mindestens eine Folie mit mindestens einer Funktionsoberfläche aufweist, auf der mindestens eine Funktionsschicht mit mindestens einem elektrischen Bauelement angeordnet ist, wobei auf der Funktionsoberfläche mindestens ein elektrisches Modul und/oder auf der Folie eine Dekorschicht ausgebildet ist und/oder welches

• mindestens ein In-Mold-Electronics-(IME-) Bauteil ist oder umfasst, wobei das elektrische Modul und/oder das IME Bauteil mindestens teilweise in einer dafür vorgefertigten Ausnehmung, Aussparung oder in einem Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht angeordnet ist. Unter einem integrierten Funktionselement wird mindestens ein elektrisches Funktionselement verstanden, welches in die Verbundscheibe derart eingebracht und mit einlaminiert ist, dass dieses entweder vollständig zwischen Außenscheibe und Innenscheibe, bevorzugt zwischen Innenscheibe und Zwischenschicht, eingebettet wird oder das elektrische Funktionselement, zumindest im Wesentlichen bündig und eben mit der Innenseite IV der Innenscheibe ausgebildet und angeordnet wird.

Erfindungsgemäß gelingt es so bei optimiertem Bauraum eine Vielzahl von Funktionen, integriert in die Verbundscheibe, bereitzustellen und gleichzeitig ein ansprechendes, ästhetisches Erscheinungsbild der Verbundscheibe zu erhalten. Ein elektrisches Funktionselement, gemäß der Erfindung ist zweckmäßigerweise an eine Stromversorgungseinrichtung angeschlossen.

Die Verbundscheibe ist in der bevorzugten Verwendung als Fahrzeugscheibe zur Abtrennung eines Fahrzeugsinnenraums von einer äußeren Umgebung geeignet. Die Verbundscheibe kann vielfältig eingesetzt werden. Sie kann beispielsweise eine Dachscheibe, eine Windschutzscheibe, eine Heckscheibe, eine Seitenscheibe oder eine andere den Fahrzeuginnenraum begrenzende Verbundscheibe sein.

Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Die Verbundscheibe kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist. Die Herstellung der Verbundscheibe durch Lamination erfolgt beispielsweise mit Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren, Autoklavverfahren oder Kombinationen davon. Die Verbindung von Außenscheibe und Innenscheibe erfolgt üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Das sogenannte Autoklavverfahren wird beispielsweise einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt.

Mit Außenseite wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit Innenseite wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die Außenseite kann auch als außenseitige Oberfläche bezeichnet werden. Die Innenseite kann auch als innenraumseitige Oberfläche bezeichnet werden. Das elektrische Funktionselement kann in einer Ausführung als Folie ausgestaltet sein, die mindestens eine Funktionsoberfläche mit einer Funktionsschicht mit mindestens einem elektrischen Bauelement und eine Dekorschicht aufweist. Bevorzugt ist die Folie eine Polyesteroder Polycarbonatfolie. Unter Funktionsoberfläche wird verstanden, dass auf einer Oberflächenseite der Folie eine Funktionsschicht mit einer Elektronik aufgebracht ist und die Elektronik zumindest ein elektronisches Bauelement umfasst. Die Folie wird im Folgenden auch als Funktionsfolie bezeichnet. Das elektrische Bauelement der Funktionsschicht kann beispielsweise Teil eines Bedienelements sein. Dabei ist im Sinne dieser Erfindung unter Bedienelement ein Bereich der Bedienoberfläche, insbesondere Folienoberfläche, mit zugehörigem Bauelement zu verstehen, der durch Drücken (Berühren) oder Drücken und einer gleitendenden Bewegung eine Schaltfunktion ausführt. Solche Bedienelemente sind an sich bekannt.

Das elektrische Funktionselement kann in einer Ausgestaltung, beispielsweise als Bedienvorrichtung mit einem oder mehreren Bedienelementen und gegebenenfalls weiteren Bauteilen, beispielsweise mit Beleuchtungsmitteln, ausgebildet sein.

Die Funktionsschicht kann beispielsweise in einem Druckverfahren auf die Funktionsoberfläche der Folie aufgebracht sein oder kann eine weitere Folie sein, welche mit der Funktionsoberfläche der Folie thermisch oder mittels Klebeschicht verbunden ist. Es ist auch möglich, dass die Funktionsfolie beidseitig, mit einer Funktionsschicht versehen ist.

Unter einer Dekorschicht wird verstanden, dass zumindest ein Teilbereich der Folie, auf der Funktionsoberfläche oder auf der der Funktionsoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche der Folie, mit einem dekorativen oder funktionellen Dekor, beispielsweise mit Farbe, Grafiken, Text, Symbolen oder Mustern versehen wird. Dies kann gleichzeitig oder nachfolgend zur Erzeugung, beispielsweise zum Druck, der elektrischen Bauelemente erfolgen. Beispielsweise kann ein Siebdruck von Grafiken und Leiterbahnen mit Funktionstinten auf dünne Polyester- oder Polycarbonatfolien erfolgen. Weiterhin ist es möglich gewünschte oder benötigte Dekorelemente auf einer Trägerfolie mittels Sieb- oder Digitaldruck aufzubringen und diese Dekorfolie vor oder während der Lamination zur Verbundscheibe mit der Funktionsfolie flächig zu verbinden. Eine analoge Verfahrensweise ist im Bereich der In-Mold-Decoration von integrierten Elektronik- Bauteilen bekannt, wobei erfindungsgemäß jedoch das Formen und Hinterspritzen der Folien zur Herstellung eines Körpers durch den Laminationsprozess zur Verbundscheibe ersetzt wird. Im Hinblick auf eine Ausgestaltung des elektrischen Funktionselements als integrierte Bedienvorrichtung kann auf diese Weise einfach und kosteneffizient, eine visuelle und intuitiv bedienbare Bedienoberfläche, beispielsweise mit Touchbuttons (Berührungsschaltern) oder Slider (Gleitschaltern) erzeugt und bereitgestellt werden. Es ist demgemäß vorgesehen, dass die Dekorschicht im Wesentlichen auf der einem Betrachter und ggf. potentiellen Bediener zugewandten Seite (Bedienseite) aufgebracht und in der Verbundscheibe, beispielsweise in Richtung eines Fahrzeuginnenraums angeordnet wird.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Dekorschicht ist auf der Funktionsoberfläche ein elektrisches Modul, insbesondere ein elektrisches 3D-Bauteil, angeordnet. Dieses ist mindestens teilweise in eine dafür angepasste, vorgefertigte Ausnehmung, Aussparung oder in einem Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht angeordnet.

Unter einer Ausnehmung wird hierin eine Kavität in der Innenscheibe oder der Zwischenschicht verstanden, die zur möglichst bündigen Aufnahme des elektrischen Moduls, insbesondere zum Ausgleich der Raumhöhe des elektrischen Moduls vorgesehen und geeignet ausgebildet ist. Hierdurch kann zum einen eine sichere Lagerung und Befestigung erzielt werden und die Innenscheibe bildet die zum Innenraum gerichtete Oberfläche aus, so dass das elektrische Modul und auch das gesamte elektrische Funktionselement vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Zum anderen wird durch die Ausnehmung die Raumhöhe des Moduls zumindest teilweise ausgeglichen und ein Bruch der Verbundscheibe insbesondere der Innenscheibe, beim Laminationsprozess kann so verhindert werden.

Unter einer Aussparung wird eine durch die Innenscheibe und/oder Zwischenschicht durchgehende Öffnung, beispielsweise eine durchgehende Bohrung durch die Innenscheibe verstanden, die vor dem Einsatz in den Fertigungsprozess bereitgestellt, wird. Die Öffnung ist zur möglichst bündigen Aufnahme des elektrischen Moduls oder des IME vorgesehen. Das elektrische Modul oder das IME Bauteil kann dann in einer Ausgestaltung eine Oberfläche, beispielsweise eine Bedienoberfläche zum Innenraum, insbesondere zum Fahrzeuginnenraum, ausbilden. Es ist auch möglich bei Bedarf Anschlusselemente aus der Innenscheibe der Verbundscheibe herauszuführen und bereitzustellen. Weiterhin ist es aber alternativ möglich, dass das elektrische Modul in der Raumhöhe die Aussparung nicht bis zur Innenseite der Innenscheibe ausfüllt. Die Aussparung kann dann gegebenenfalls nachträglich zum Laminationsprozess beispielsweise mit einem transparenten Kunststoff, zur Ausbildung einer bündigen, und angepasst planen Oberfläche mit der Innenseite der Innenscheibe ausgefüllt und gasdicht verschlossen werden. So kann das elektrische Modul vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Beispielsweise kann eine Öffnung zum Innenraum auch mittels einer nachträglichen und ggf. räumlich und/oder zeitlich beschränkten Lamination in der Verbundscheibe verschlossen werden. Eine dabei verwendete PVB-Folie kann beispielsweise eine Dicke von 50 pm bis 0,38 mm aufweisen. Alternativ könnte für den Verschluss der Öffnung ein transparenter Kunststoff verwendet werden.

Unter einem Rückschnitt wird ein abschnitts- oder bereichsweiser seitlicher Rückversatz der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht von den Abmessungen der korrespondierenden Kante der Außenscheibe verstanden. Ein solcher Rückschnitt kann beispielsweise durch Schneiden oder auf andere übliche Weise, erzeugt werden. Zweckmäßigerweise werden auch hier die Abmessungen auf den jeweiligen Raumbedarf des elektrischen Moduls oder eines IME- Bauteils abgestimmt, so dass im Laminationsprozess eine sichere Lagerung und Befestigung, sowie ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild erzielt werden können.

Alternativ oder zusätzlich ist oder umfasst das elektrische Funktionselement ein In-Mold- Elektronik-(IME-)Bauteil, wobei dieses, wie vorher beschrieben, mindestens teilweise in eine dafür angepasste, vorgefertigte Ausnehmung, Aussparung oder in einem Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht angeordnet ist. Die Erfindung beschreibt erstmals die Integration von IME-Bauteilen in eine Verbundscheibe. Das IME-Bauteil kann vorteilhafterweise im üblichen Laminationsprozess in die Verbundscheibe integriert, also eingebracht und befestigt werden. Ein weiterer Prozessschritt für ein Einsetzen oder die Befestigung auf der Verbundscheibe als separates, funktionelles Bauteil ist vorteilhafterweise nicht erforderlich.

IME ist eine grundsätzlich bekannte, in der Industrie- und Autoelektronik mittelweile vielfältig eingesetzte Technologie zur Fertigung von elektronischen Geräten und Bauteilen. Mit dem Aufkommen dehnbarerer Materialien und besser leitfähiger Tinten, die dem Guss bei hohen Temperaturen standhalten, konnte man auf starre Leiterplatten verzichten und Leiterbahnen direkt auf Kunststoffoberflächen von elektronischen Geräten aufbringen. Dadurch ist es möglich, flexible Folienplatinen und 3D-Strukturelektronik beispielsweise mit Widerständen, integrierten Schaltkreisen, Sensoren, Antennen und LEDs zu fertigen, die die gekrümmten Formen beispielsweise der Gehäuse verschiedenster Geräte annehmen können. Die optimale Anpassung an die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, beispielsweise angepasst auf die im Fahrzeugbereich übliche Krümmung der Scheiben, sowie verschiedenster Designvorgaben- und -wünsche, ist bei der Bereitstellung und Integration eines IME Bauteils problemlos möglich. Bestandteile einer solchen integrierten Elektronik können beispielsweise elektrische Schaltungen, wie flexible Leiterplatten und Verdrahtungen, Beleuchtungen, Bedienelemente, wie aufgedruckte kapazitive Touch-Bedienelemente, sowie, Sensoren aller Art, wie Ultraschall- Radar, IR-, induktive und kapazitive Sensoren, beispielsweise Umgebungslicht-, Stoß-, Stress-, Näherungs- und Beschleunigungssensoren, Antennen und Integrierte Schaltungen, sein. Ein ansprechendes Design und integrierte, vielfältige Funktionalität der Verbundscheiben können erfindungsgemäß vorteilhafterweise in breiter Variation, optimiert bereitgestellt werden. Durch die Reduzierung von mehreren Teilen und beweglichen Komponenten werden sowohl das Risiko von Ausfällen, als auch die Herstellungs- und Montagekosten, und gegebenenfalls nachgelagerte Wartungskosten reduziert. Die Integration von angepasst geformten IM E-Bauteilen und die darin eingebettete Elektronik können nicht nur ästhetisch ansprechend ausgestaltet sein, sie sind auch funktional und besonders zuverlässig. Erfindungsgemäß kann somit eine Verbundscheibe bereitgestellt werden, in die beispielsweise eine kompakte Bedienvorrichtung integriert ist und die die Bedienvorrichtung anspruchsvollen Designvorgaben in Bezug auf Platzierung, Erreichbarkeit, und Funktionalität genügt. Insbesondere ist es möglich Mensch-Maschine-Schnittstellen, (HMI), beispielsweise mit Gestensteuerung, Berührungsschalter /Touch-Steuerung, sowie Umgebungsoder Lesebeleuchtung, Designs für Shy-Tech Displays in die Verbundscheibe zu integrieren. In einer weniger bevorzugten Ausgestaltung kann ein IME-Bauteil auch nach dem Laminationsprozess in einer Aussparung oder in einem seitlichen Rückschnitt der Verbundscheibe positioniert und beispielsweise mit einem Acrylatkleber, befestigt werden.

Das integrierte IME-Bauteil kann beispielsweise eine Touch-Steuerung und eine Bedienoberfläche umfassen. Kapazitive Touch-Steuerung wird in vielen bekannten IME- Anwendungen bereits eingesetzt. Diese Schnittstelle ersetzt das Drücken einer physischen Taste durch die Berührung mit einem Finger. Die Leiterbahnen auf der Platine befinden sich unterhalb des Berührungspunktes und überwachen die Veränderung des elektrostatischen Feldes. Bei Berührung der kapazitiven Platte, also beispielsweise der Innenseite der Innenscheibe, oder der Bedienoberfläche des integrierten IME-Bauteils selbst in der Verbundscheibe, wird eine kleine Ladung zum Berührungspunkt gezogen - unser Finger wirkt als funktionaler Kondensator. In Fahrzeugen werden solche Schnittstellen zum Beispiel zum Einschalten der Scheinwerfer, der Stromversorgung oder zum Einstellen der Lautstärke verwendet.

In einer Ausgestaltung ist das elektrische Funktionselement mit Leiterbahnen, elektrischen Schaltungen, Bedienelementen, Sensoren, Antennen und/oder integrierten Schaltungen, Leuchtmitteln ausgebildet und/oder verbunden. In einer anderen Ausgestaltung ist auf der Funktionsoberfläche des elektrischen Funktionselement als elektrisches Modul ein oberflächenmontiertes elektrisches Bauteil (SMD), bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe LED, OLED, Diode, Integrierter Schaltkreis, Widerstand, Kondensator, angeordnet. Besonders bevorzugt ist das oberflächenmontierte elektrische Bauteil (SMD) ausgewählt aus der Gruppe Integrierter Schaltkreis, Widerstand, Kondensator.

In einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Modul ein System-in-Package (SIP) Chip oder ein System-on-Chip (SoC). Mit System in Package (SiP) werden Halbleiterschaltungen bezeichnet, die in einem Package verschiedene Chips zu einem kompletten elektronischen System vereinen. Bei einem solchen SiP-Package werden alle Funktionen, die normalerweise von einzelnen Chips ausgeführt werden, in einem einzelnen Chip zusammengeführt. Da es für die meisten Funktionalitäten bereits Chips gibt, werden diese bei der SiP-Technik in einem Package vereint. Dabei kann es sich beispielsweise um analoge und digitale Funktionen handeln, wie die von Komparatoren oder Verstärkern, logischen Schaltkreisen oder Speichereinheiten, Ein-/Ausgabe- Systeme (I/O) und Digital Signal Processing ( DSP). In einem System-in-Package werden alle individuellen Chips zu einem Package übereinandergestapelt. Diese dreidimensionalen Chips, (3D-ICs), führen zu einer wesentlichen Platzersparnis und zu niedrigeren Kosten. Die Vorteile der SiP-Technik liegen in der Flexibilität, wobei sich aktive und passive Bauelemente und analoge und digitale Schaltungen miteinander zu einem System kombinieren lassen. Die Kombination ist dabei technologieunabhängig und erlaubt den Einsatz von CMOS-Technologie, Silizium-Germanium (SiGe), Galliumarsenid (GaAs) und anderen Verbindungshalbleitern. Das System on Chip hingegen ist ein einzelner Chip, der die komplette gewünschte Elektronik enthält. Mit diesen Ausführungen kann in kompakter Bauweise eine Vielzahl von Funktionen realisiert und in die Verbundscheibe integriert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das elektrische Modul ein System-in- Package (SiP) oder ein System-on-Chip (SoC), wobei der Chip in einer Ausnehmung, einer Aussparung oder einem Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht angeordnet ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das elektrische Funktionselement mindestens ein In-Mold-Electronics-(IME-) Bauteil. Besonders bevorzugt ist das Electronics-(IME-) Bauteil in einer dafür vorgefertigten Aussparung oder in einem Rückschnitt der Innenscheibe angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das elektrische Funktionselement insbesondere über einen Anschluss, insbesondere Datenanschluss, mit einem Steuergerät und/oder der Bordelektronik, insbesondere der Fahrzeugelektronik, verbunden. Dabei kann es sich um einen draht- oder leitungsgebundenen Datenanschluss oder einen drahtlosen Datenanschluss handeln. Beispielsweise kann das elektrische Funktionselement über Anschlussleitungen, Sammelleiter, insbesondere CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus, Flex-Ray oder Automotive-Ethernet verbunden werden.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann in einer anderen Ausführungsform mindestens eine elektrisch schaltbare Schicht enthalten, die mit dem elektrischen Funktionselement funktionell verbunden ist. Insbesondere kann das elektrische Funktionselement, zur Steuerung der elektrisch schaltbaren Schicht geeignet ausgebildet sein. Hierdurch wird eine schaltbare Verbundscheibe bereitgestellt, welche eine oder mehrere elektrische schaltbare Schichten mit zwei Funktionszuständen umfasst. Dabei kann es sich um eine Schicht, z.B. Flüssigkristallschicht, beispielweise PDLC- oder LC- Schicht, oder eine Schicht mit SPD (Suspended Particle Device)-, oder Guest Host Technologie, handeln, die beispielsweise zwischen einem transparenten und einem transluzenten oder opaken Zustand geschaltet werden kann. Weiterhin kann es sich um eine elektrochrome oder lumineszierende Schicht, z.B. OLED Schicht handeln. Bei der Guest Host Technologie werden im Bereich der Optoelektronik molekular dotierte Polymere eingesetzt. Diese Guest- Host-Systeme bestehen aus einer Polymermatrix, in der eine niedermolekulare, funktionstragende Verbindung gelöst wird. Weil die eigentliche Funktion von den eingemischten Gastmolekülen übernommen wird, lassen sich die Systeme leicht an eine bestimmte Anwendung anpassen, ohne dass das Polymer selbst chemisch modifiziert werden muss. Anwendung finden solche Materialien zum Beispiel bereits in der optischen Informationstechnologie und der Sensorik, als Systeme zur holographischen Speicherung, als nichtlineare Materialien für Frequenzverdoppelung und elektrooptische Modulation oder als aktive Schicht in organischen Leuchtdioden (OLEDs).

Die elektrisch schaltbare Schicht mit zwei Funktionszuständen kann ganzflächig oder teilflächig ausgebildet sein. Solche Schichten sind in der Verbundscheibe zweckmäßigerweise über Sammelleiterschienen (Bus bars) angeschlossen. Die elektrisch schaltbaren Schichten können auch andere Funktionen, beispielsweise als Heizschichten, umfassen oder realisieren.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist vorgesehen, dass das elektrische Funktionselement mit mindestens einem weiteren elektrisch schaltbaren Bauteil oder Modul, insbesondere mit elektrischen Schaltungen, Bedienelementen, Sensoren, Antennen, bildgebenden sowie bildaufnehmenden, wie Kameras, Displays oder Projektoren, und/ oder akustischen Modulen, oder Beleuchtungselementen, funktionell verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann eine oder mehrere funktionelle Schichten umfassen, insbesondere eine Infrarotstrahlen-reflektierende Schicht, eine Infrarotstrahlenabsorbierende Schicht, eine Low-E-Schicht, UV-Strahlen-reflektierende Schicht, eine UV- Strahlen-absorbierende Schicht. Vorzugsweise sind diese Infrarotstrahlen und UV-Strahlen- reflektierende oder absorbierende Schichten in Durchsicht durch die Verbundscheibe in Blickrichtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe räumlich hinter dem elektrischen Funktionselement angeordnet. So können diese vorteilhaft das elektrische Funktionselement vor schädlichen Einflüssen durch starke Sonneneinstrahlung schützen. Eine Low-E-Beschichtung wird typischerweise auf der Innenseite der Innenscheibe angeordnet. Die vorstehend genannten funktionellen Schichten tragen auch zum Klimakomfort, beispielsweise für Fahrzeuginsassen bei.

Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt transparent. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere, übereinander angeordnete Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer Folie bevorzugt von 0,025 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm, 0,76 mm oder 0,84 mm. Die Zwischenschicht kann bevorzugt thermoplastisch sein und nach einer Lamination die Innenscheibe, die Außenscheibe und eventuelle weitere Zwischenschichten miteinander verkleben. Im Sinne der Erfindung ist die Lamination also das Verbinden von Innenscheibe, Zwischenschicht und Außenscheibe, sowie die Einbindung und Fixierung des mindestens einen elektrischen Funktionselements.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Verbundscheibe eine funktionelle Zwischenschicht, insbesondere mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine keilförmige Zwischenschicht, beispielsweise für Verbundscheiben mit einer HUD Funktion, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht, aufweisen oder umfassen. Die Innenscheibe und die Außenscheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die Verbundscheibe mit Innenscheibe und Außenscheibe ist bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheibe als Windschutzscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.

Die Dicke der Innenscheibe beträgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung 0,4 mm bis 3,5 mm, bevorzugt 0,9 mm bis 2,1 mm. Die Dicke der Außenscheibe beträgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung mindestens 1 ,4 mm, bevorzugt mindestens 1 ,6 mm. Die Dicke der Außenscheibe beträgt bevorzugt höchstens 4,5 mm, bevorzugt höchstens 2,1 mm. In diesem Bereich weist die Verbundscheibe eine vorteilhafte mechanische Stabilität und geräuschabschirmende Eigenschaften auf, ist aber trotzdem noch hinreichend dünn und leicht, um als Windschutzscheibe eingesetzt werden zu können. Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch die Verbundscheibe beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%, insbesondere wenn die Verbundscheibe eine Windschutzscheibe ist. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben.

Die Außenscheibe kann vorzugsweise im Bereich nahe der Glaskante auf der Innenseite einen Schwarzdruck aufweisen, um beispielsweise Anschlussleitungen, Kleberaupen für die Befestigung der Scheibe oder ein oder mehrere darin angeordnete elektrische Funktionselemente nach außen zu kaschieren und einen UV-Schutz bereitzustellen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit integriertem elektrischen Funktionselement, wie sie vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben wurde, umfassend die Schritte

A) Bereitstellten mindestens eines elektrischen Funktionselements, wobei das Funktionselement mindestens eine Folie, insbesondere eine PE/PC Folie, mit mindestens einer Funktionsoberfläche aufweist, auf der mindestens eine Funktionsschicht mit mindestens einem elektrischen Bauelement angeordnet ist, wobei auf der Funktionsoberfläche mindestens ein elektrisches Modul und/oder auf der Folie eine Dekorschicht ausgebildet ist und/oder das elektrische Funktionselement mindestens ein IM E-Bauteil ist oder umfasst,

B) Bereitstellen einer Stapelfolge aus einer Außenscheibe, einer Innenscheibe, mindestens einer dazwischen angeordneten thermoplastischen Folie zur Ausbildung der thermoplastischen Zwischenschicht und dem mindestens einen elektrischen Funktionselement, wobei in der Stapelfolge das mindestens eine elektrische Funktionselement derart angeordnet wird, dass das elektrische Modul oder das IME-Bauteil mindestens teilweise in einer dafür vorgefertigten Ausnehmung, Aussparung oder in einem Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht angeordnet ist,

C) Laminieren der Stapelfolge zu einer Verbundscheibe.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das elektrische Funktionselement mit einem System-in-Package (SiP)-Chip und /oder mit einem System-on-Chip (SoC) ausgebildet oder verbunden, und wobei dieser Chip in einer Ausnehmung, einer Aussparung oder einem Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht angeordnet wird.

In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass mindestens eine elektrisch schaltbare Schicht, insbesondere eine schaltbare Flüssigkristallschicht ausgebildet wird.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, dass eine oder mehrere funktionelle Schichten, insbesondere eine Infrarotstrahlen reflektierende Schicht, eine Infrarotstrahlen-absorbierende Schicht, eine UV-Strahlen-reflektierende, eine UV-Strahlen- absorbierende Schicht ausgebildet werden. Vorzugsweise können diese Infrarotstrahlen und UV- Strahlen-reflektierenden oder absorbierenden Schichten in Durchsicht durch die Verbundscheibe in Blickrichtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe räumlich hinter dem elektrischen Funktionselement angeordnet werden, beispielweise können diese auf der Innenseite der Außenscheibe oder in der Zwischenschicht ausgebildet und angeordnet werden, während das elektrische Funktionselement beispielsweise zwischen der Zwischenschicht und der Innenscheibe angeordnet wird. So können diese funktionellen Schichten vorteilhaft das elektrische Funktionselement vor schädlichen Einflüssen durch starke Sonneneinstrahlung schützen. Solche funktionellen Schichten sind vielfältig bekannt und beschrieben und können auf bekannte Weise, beispielsweise durch Physikalische oder Chemische Gasphasenabscheidungsverfahren (PVD und CVD) oder Kathodenstrahlverfahren (Sputtering) erzeugt werden.

Weiterhin kann in einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Ausbildung der Zwischenschicht eine funktionelle Zwischenschicht, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, oder eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht, oder auch eine keilförmige Folie eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Verbundscheibe wird das elektrische Funktionselement über Anschlussleitungen, Sammelleiter, insbesondere CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus, Flex-Ray oder Automotive- Ethernet, mit einem Steuergerät und/oder der Bordelektronik verbunden. Zusätzlich oder auch alternativ kann das elektrische Funktionselement mit weiteren elektrischen Funktionselementen, elektrisch schaltbaren Schichten oder Baueinheiten, wie elektrischen Schaltungen, Sensoren, Antennen, Kameras, Displays Projektoren, funktionell verbunden werden. Diese können gegebenenfalls innerhalb der Verbundscheibe oder außerhalb der Verbundscheibe angeordnet sein.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Verbundscheibe wie vorstehend in verschiedenen Ausführungen und Ausgestaltungen beschrieben, in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere für Kraftfahrzeuge, insbesondere als Dachscheibe, Windschutzscheibe oder Seitenscheibe. Alternativ kann die Verbundscheibe auch eine Gebäudeverglasung sein.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen; Es sei denn Kombinationen der Ausführungen oder einzelne Merkmale sind lediglich als Alternativen beschrieben oder schließen sich gegenseitig aus. Auch Merkmale der Verbundscheibe und des Herstellungsverfahrens sind hiermit umfasst. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind ausschließlich schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen und Ausführungsbeispiele schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe im Bereich des elektrischen

Funktionselements als Folie;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe im Bereich des elektrischen

Funktionselements in einer zweiten Ausgestaltung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe im Bereich des elektrischen

Funktionselements in einer dritten Ausgestaltung;

Fig. 4a-c Ausgestaltungen einer Fahrzeugdachverbundscheibe,

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf elektrisches Funktionselement, ausgestaltet als Bedienvorrichtung,

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbundscheibe.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe 1 in einem Bereich, der ein elektrisches Funktionselement 10 in Folienform enthält. Die Verbundscheibe 1 weist eine Außenscheibe 2 mit einer Außenseite I und einer Innenseite II und eine Innenscheibe 3 mit einer Außenseite III und einer Innenseite IV auf, die übereine thermoplastische Zwischenschicht 4 miteinander verbunden sind. Das elektrische Funktionselement 10 ist in dieser Ausführung als Folie, d.h. als eine Funktionsfolie, ausgestaltet, die zwischen der Zwischenschicht 4 und der Außenseite III der Innenscheibe 3 eingebettet ist. Die Folie weist in einer Ausgestaltung mindestens eine Funktionsoberfläche mit einer Funktionsschicht mit mindestens einem elektrischen Bauelement auf und auf der Folie ist eine Dekorschicht ausgebildet (nicht separat gezeigt). Das elektrische Bauelement ist dabei Teil der Funktionsschicht. Bevorzugt ist die Funktionsfolie eine Polyesteroder Polycarbonatfolie. Beispielsweise kann ganzflächig oder ein Teilbereich der Folie, auf der Funktionsoberfläche und/oder auf der der Funktionsoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche der Folie, mit einem dekorativen oder funktionellen Dekor, beispielsweise mit Farbe, Grafiken, Text, Symbolen oder Mustern versehen sein. Die Dekorschicht kann vorab, gleichzeitig oder nachfolgend zur Erzeugung, beispielsweise zum Druck, der elektrischen Bauelemente erfolgen. So kann beispielsweise ein Siebdruck von Grafiken und Leiterbahnen mit bekannten Funktionstinten auf dünne Polyester- oder Polycarbonatfolien, erfolgen. Weiterhin ist es möglich gewünschte oder benötigte Dekorelemente auf einer Trägerfolie mittels Sieb- oder Digitaldruck aufzubringen und diese Dekorfolie vor oder während der Lamination zur Verbundscheibe 1 mit der Funktionsfolie flächig zu verbinden. Der Einsatz der Funktionsfolie und der Dekorfolie in die Stapelfolge zur Lamination kann also mit anderen Worten als Folienverbund oder als einzelne, flächig übereinander angeordnete Funktions- und Dekorfolie erfolgen. Eine analoge Verfahrensweise ist im Bereich der In-Mold-Decoration von integrierten Elektronik-(IME)- Bauteilen bekannt, wobei erfindungsgemäß jedoch das Formen und Hinterspritzen der Folien durch den Laminationsprozess ersetzt wird. Somit können Teilschritte dieser an sich bekannten Verfahren vorteilhaft miteinander kombiniert, bzw. zueinander ergänzend eingesetzt werden. Das elektrische Funktionselement 10 kann beispielsweise als folienförmige, integrierte Bedienvorrichtung mit einer dekorativen, optisch ansprechenden und intuitiv bedienbaren Bedienoberfläche (Dekorschicht), beispielsweise mit Touchbuttons (Berührungsschaltern) oder Slidern (Gleitschaltern) erzeugt und bereitgestellt werden, wie dies in Figur 5 schematisch dargestellt ist. Die Dekorschicht ist also zweckgemäß auf der einem Betrachter und ggf. potentiellen Bediener zugewandten Seite (Bedienseite) auf der Funktionsfolie des elektrischen Funktionselements 10 aufgebracht und in der Verbundscheibe 1 , beispielsweise in Richtung eines Fahrzeuginnenraums angeordnet. Das elektrische Funktionselement 10 ist über Anschlussleitungen 5, beispielsweise über Sammelleiter, an ein Steuergerät 6 oder die Bordelektronik angeschlossen.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe 1 im Bereich des elektrischen Funktionselements 10 in einer anderen Ausgestaltung, bei der auf einer Funktionsfolie, in Abänderung zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, auf der Funktionsoberfläche ein elektrisches Modul 7 als 3D-Bauteil angeordnet und funktionell verbunden ist. Ein solches Modul 7 kann beispielsweise ein SIP-Chip sein; der in einer Aussparung, beispielsweise einer Bohrung in der Innenscheibe 3 angeordnet ist. Hierbei werden in einem Package verschiedene Chips zu einem kompletten elektronischen System (SiP) vereint. Dies trägt nochmals zu einer vorteilhaften Bauteilreduktion bei Integration multipler Funktionen in eine Verbundscheibe bei. Weiterhin sind in dieser Ausführungsform zwei funktionelle Schichten 8a, 8b in Blickrichtung von der Innenscheibe 3 zur Außenscheibe 2 räumlich hinter dem elektrischen Funktionselement 10 angeordnet. Diese funktionellen Schichten 8a, 8b können beispielsweise Infrarotstrahlenabschirmende Schichten oder UV-Schutzschichten sein, die das elektrische Funktionselement 10 vor schädlichen Einflüssen des Sonnenlichts schützen und zudem vorteilhaft den Klimakomfort, beispielsweise für Fahrzeuginsassen, verbessern können. Weiterhin ist in der gezeigten Ausgestaltung auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 eine weitere funktionelle Schicht 9, beispielsweise eine Low-E-Schicht als Wärmeschutzschicht angeordnet.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe 1 mit einem elektrischen Funktionselement 10 welches in einem Rückschnitt der Innenscheibe 3 integriert ist. Das Funktionselement 10 kann insbesondere ein In-Mold-Electronics (IME)-Bauteil (7b) sein. Dieses kann in seiner geometrischen Form (beispielsweise in der Krümmung) und Gestalt auf die Verbundscheibe und den Rückschnitt der Innenscheibe angepasst bündig mit der Innenseite IV der Innenscheibe 3 abschließen, so dass für einen Betrachter eine ansprechend ebene gleichmäßige Oberfläche erzeugt wird. Beispielsweise kann das Funktionselement 10 eine Bedienvorrichtung sein. Vorteilhafterweise können IME Bauteile in so geringer Bauhöhe bereitgestellt und durch die robuste, temperaturstabile Ausfertigung problemlos in einem Laminationsprozess in die Verbundscheibe 1 integriert werden. Die Platzierung des elektrischen Funktionselements 10 kann, nicht nur in dieser Ausgestaltung sehr flexibel gewählt werden, so dass vorteilhafterweise je nach bereitgestellter Funktionalität, zum Beispiel eine gute Erreichbarkeit und Bedienbarkeit gewährleistet werden kann. Das IM E-Bauteil 7b kann in einer Baueinheit neben Elementen einer Bedienvorrichtung auch ein oder mehrere weitere elektrische Module wie beispielsweise Beleuchtungselemente, wie Leselampen, oder Sensoren oder andere Funktionselemente umfassen.

Die Fig. 4a-c zeigen Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 als Fahrzeugdachverglasung 100 in der Draufsicht auf die Außenscheibe 2. In Fig. 4a ist ein integriertes elektrisches Funktionselement 10, beispielsweise ein IME-Bauteil, ausgestaltet als eine Bedienvorrichtung, zwischen Fahrer und Beifahrer angeordnet. In Fig. 4b ist beispielsweise eine erste Bedienvorrichtung 10a zwischen Fahrer und Beifahrer angeordnet. Eine zweite Bedienvorrichtung 10b und eine dritte Bedienvorrichtung 10c ist im äußeren Bereich der Rücksitze angeordnet. Diese Anordnung 10b und 10c eignet sich insbesondere für eine Bedienvorrichtung mit einer integrierten Leselampe. In der Fig. 4c ist eine erste Bedienvorrichtung 10a in eher zentraler Position der Dachscheibe 100 zwischen Fahrer und Beifahrer sowie der Passagierreihe (Rücksitzbank) angeordnet. So ist gegebenenfalls eine Erreichbarkeit für alle Fahrzeuginsassen gegeben Eine zweite Bedienvorrichtung 10b und eine dritte Bedienvorrichtung 10c ist im äußeren Bereich der Rücksitze angeordnet. Diese Anordnung 10b und 10c eignen sich insbesondere für eine Bedienvorrichtung mit einer integrierten Leselampe. Die Bedienvorrichtung kann sowohl in einem Randbereich der Verbundscheibe 1 als auch in einem zentralen Bereich der Verbundscheibe 1 angeordnet sein. Somit ist es möglich eine optimale Positionierung für die Bedienung durch einen Nutzer zu ermöglichen. In Fig. 5 ist schematisch eine Draufsicht auf ein elektrisches Funktionselement 10 ausgestaltet als Bedienvorrichtung 10a gezeigt. Das elektronische Bauelement der Funktionsschicht ist dann beispielsweise Teil eines Bedienelements. Dabei ist im Sinne dieser Erfindung unter Bedienelement ein Bereich der Bedienoberfläche zu verstehen, der ausgestaltet ist, dass durch Drücken (Touchbutton 11a) oder Drücken und einer gleitendenden Bewegung (Gleitschalter/Slider 11 b) eine Schaltfunktion ausgeführt wird. Solche Bedienelemente und deren mögliche Ausgestaltung und Funktion sind an sich bekannt.

In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Verbundscheibe 1 in der Draufsicht in einer Ausgestaltung als Windschutzscheibe 200, beispielsweise als Panorama-Windschutzscheibe, dargestellt. Das integrierte elektrische Funktionselement 10 ist dabei in Einbaulage im oberen, dachseitigen Randbereich der Windschutzscheibe 200 mittig zwischen Fahrer und Beifahrer angeordnet und kann beispielsweise als Bedienvorrichtung ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann das elektrische Funktionselement 10 bezüglich räumlich-geometrischen Abmessungen, sowie in funktioneller und dekorativer Hinsicht in großer Variationsbreite ausgestaltet sein. So ist es flexibel an verschiedenste funktionelle Bedarfe, sowie an ästhetische Anforderung, Ansprüche und Wünschen anpassbar. Das Funktionselement 10 kann durch einen Abdeckdruck 12, beispielsweise einen randseitigen schwarzen Abdeckdruck 12, der bevorzugt auf der Innenseite II der Außenscheibe 2 aufgebracht wird, nach außen kaschiert, abgedeckt und vor UV-Licht geschützt werden.

Erfindungsgemäß wird ein kompaktes Verfahren für die Serienproduktion von Verbundscheiben mit integrierten Funktionselementen in hochwertiger, optisch ansprechender Gestaltung bereitgestellt. Erfindungsgemäß ist es möglich, beispielsweise hochwertige Bedienfelder, schön gestaltete Steuerungs-Schalt- und Kontrollelemente bei erweitertem Funktionsumfang in großer Designfreiheit in die Verbundscheibe zu integrieren.

Bezugszeichenliste

1 Verbundscheibe

2 Außenscheibe

3 Innenscheibe

4 Zwischenschicht

5 Anschlusselement (bspw. Sammelleiter, Busbars)

6 Steuergerät /Bordelektronik

7 elektrisches Modul, insbesondere elektrisches 3D-Bauteil

7a System in Package (SiP)

7b IME-Bauteil

8, 8a, 8b funktionelle Schichte (IRR/UV-Schutz),

9 weitere funktionelle Schichte , Low-E-Schicht

10 elektrisches Funktionselement

10a, 10b, 10c elektrisches Funktionselement (Bedienvorrichtung)

11a Touchbutton

11b Slider

12 Abdeckdruck

100 Dachscheibe (Verbundscheibe 1)

200 Windschutzscheibe (Verbundscheibe 1)

I Außenseite der Außenscheibe

11 Innenseite der Außenscheibe

III Außenseite der Innenscheibe

IV Innenseite der Innenscheibe