Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitungsverbindung mit einem Querschnittsübergangsbereich sowie ein Substrat mit einem Funktionselement und eine Verbundscheibe mit mindestens einer solchen Leitungsverbindung.

Verbundscheiben, die mindestens zwei starre Scheiben und eine diese flächig verbindende Zwischenschicht umfassen, können auch elektrische Bauelemente aufweisen. Die in einer Verbundscheibe verbauten Bauelemente können Heizkomponenten, Antennenelemente und flach eingebaute Funktionselemente sein, die über sogenannte Sammelleiter elektrisch kontaktiert werden können. Derart ausgestattete Verbundscheiben finden in Automobilen als Windschutz-, Heck- und Seitenscheibe oder auch im Baubereich ihre Anwendung. Das Bauelement, beispielsweise ein Funktionselement, ist dabei in der Verbundscheibe eingebettet. Bei der Herstellung der Verbundscheibe wird das Funktionselement in der gewünschten Größe und Form aus einer Mehrschichtfolie ausgeschnitten und zwischen die Folien der Zwischenschicht eingelegt. Typische Zwischenschichten sind dabei Polyvinylbutyralfolien, die neben ihren Klebeeigenschaften eine hohe Zähigkeit und eine hohe akustische Dämpfung aufweisen.

Solche Verbundscheiben enthalten ein Funktionselement, welches typischerweise eine aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden umfasst. Die optischen Eigenschaften der aktiven Schicht können durch eine an die Flächenelektroden angelegte Spannung verändert werden. Ein Beispiel hierfür sind elektrochrome Funktionselemente. Ein weiteres Beispiel sind SPD- Funktionselemente (Suspended Particle Device) oder PDLC-Funktionselemente (Polymer Dispersed Liquid Crystal). Die Flächenelektroden können über Flachbandleiter außerhalb der Verbundscheibe mit einem Kontrollmodul (ECU) elektrisch leitend verbunden werden. Das Kontrollmodul ist zum Anlegen der elektrischen Spannung zwischen den Flächenelektroden vorgesehen.

Eine solche elektrische Leitungsverbindung umfasst beispielsweise einen Querschnittsübergangsbereich als Übergang von einem Flachbandkabel zu einem Kabel, beispielsweise Rundkabel. Die Flachbandkabel werden aus dem Innenraum der Verbundscheibe herausgeführt, um als Außenanschluss zu dienen. Ein Flachbandkabel besteht aus mindestens einem dünnen Trägersubstrat und einer metallischen Leiterbahn (Leiterstreifen). Zusätzlich ist eine weitere Deckschicht vorgesehen, so dass das Flachbandkabel insgesamt ein dreilagiges Laminat bildet. Die Flachbandkabel werden mit Anschlussflächen nahe am Rand der Verbundscheibe verlötet und nur über diesen Rand hinweg nach außen geführt, wo sie mit einem kurzen Abstand zum Rand mit einem Rundkabel verbunden werden. Die Verbindungstelle der beiden Leitungen wird in eine Verkapselung aus Isoliermaterial eingebettet. Da es sich nicht vermeiden lässt, dass Feuchtigkeit in die Verkapselung eindringt, können infolge von Abdichtungsfehler Störungen an der Verbindungsstelle entstehen.

GB 2 539 834 A beschreibt eine elektrische Verbindung, die ein Flachkabel und ein Kabel elektrisch verbindet, wobei die elektrische Verbindung eine erste Dichtung, eine optionale zweite Dichtung und eine Umhüllung umfasst. Die Umhüllung umschließt zumindest die erste Dichtung und den elektrischen Kontakt. Auch bei dieser Ausgestaltung lässt es sich nicht vermeiden, dass Störungen an der Verbindungsstelle entstehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte elektrische Leitungsverbindung bereitzustellen, welche eine sichere und dauerhaft wasserdichte Abdichtung am Querschnittübergang gewährleistet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Leitungsverbindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung umfasst eine elektrische Leitungsverbindung mit einem Querschnittsübergangsbereich von einem Flachbandkabel zu einem Kabel, insbesondere Rundkabel. Das Flachbandkabel umfasst mindestens eine elektrische Leiterbahn und eine Deckfolie zur elektrischen Isolierung der Leiterbahn. Das Kabel umfasst wiederum mindestens einen elektrischen Leiter. Im Querschnittsübergangsbereich ist eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn des Flachbandkabels und dem Leiter des Kabels vorgesehen. Ferner weist der Querschnittsübergangsbereich eine Verkapselung zur elektrischen Isolierung der elektrischen Verbindung auf. Am Flachbandkabel ist ein erstes Dichtmittel und am Kabel ist ein zweites Dichtmittel vorgesehen, wobei das erste Dichtmittel und das zweite Dichtmittel als ein beidseitig haftendes Klebeband ausgebildet sind. Dadurch, dass die Dichtmittel an dem Flachbandkabel und dem Kabel abdichtend anliegen, weist die elektrische Leitungsverbindung eine dauerhaft stabile Dichtigkeit gegen Feuchtigkeit auf.

Das Klebeband ist auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Flachbandkabels angeordnet. Ferner erstreckt sich das Klebeband im Querschnittübergangsbereich über die elektrische Verbindung und umhüllt teilweise oder vollständig die elektrische Verbindung. Somit ist eine sichere und dauerhaft wasserdichte Abdichtung am Querschnittübergang gewährleistet. Bevorzugt umschließt das Klebeband bündig das (Rund-) Kabel, d.h. das Klebeband ist rund um das Kabel vorgesehen. Dabei kann das Klebeband bei der Produktion an das Kabel befestigt und angeformt werden. Das Klebeband kann auch vor der Herstellung der Verkapselung an das Kabel aufmontiert werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Klebeband ein Acrylklebeband. Zusätzlich kann das Klebeband transparent und/oder druckempfindlich sein. Bevorzugt weist das Klebeband eine Materialstärke von 25 pm bis zu 2 mm auf. Somit stellt sich eine dichte Verbindung zwischen Deckfolie des Flachbandkabels und Verkapselung sowie zwischen Kabel und Verkapselung ein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Dichtmittel und das zweite Dichtmittel vollständig in der Verkapselung eingebettet. Eine vollständige Umschließung der Dichtmittel verschließt effektiv den Durchgang für Partikel und Wasser und verhindert deren Eindringen in die Verkapselung, um Schäden an der Leitungsverbindung zu vermeiden.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrische Leitungsverbindung kann die Leiterbahn des Flachbandkabels über eine Lötverbindung mit dem Leiter des Kabels elektrisch leitend verbunden sein. Alternativ kann die elektrische Verbindung über eine Klebeverbindung mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs hergestellt werden. Der elektrisch leitfähige Klebstoff enthält mindestens ein elektrisch leitfähiges Material, vorzugsweise metallisches Material, beispielsweise Silber, Gold oder Aluminium. Möglich ist auch, dass der elektrisch leitfähige Klebstoff ein nicht-metallisches elektrisches Material enthält, beispielsweise Graphit oder Kohlenstoff. Das mindestens eine elektrisch leitfähige Material ist in eine elektrisch-nichtleitende Klebstoffmatrix eingebracht, beispielsweise Epoxidharz. Das mindestens eine elektrisch leitfähige Material ist in einer solchen Menge im Klebstoff enthalten, dass eine gewünschte Stromtragfähigkeit erreicht wird. Vorzugsweise ist das mindestens eine elektrisch leitfähige Material mit einem Massenanteil von mindestens 70% im Klebstoff enthalten.

Das Flachbandkabel (auch Flachleiter genannt) umfasst mindestens eine auf der ersten Deckfolie als Trägersubstrat aus Kunststoff aufgebrachte elektrische Leiterbahn, die mit der ersten Deckschicht auch abgedeckt sein kann. Die Deckfolie formt eine Isolationshülle, welche die elektrische Leiterbahn umhüllt. Die Deckfolie enthält bevorzugt Polyimid (PI) oder Polyesther, besonders bevorzugt Polyethylenterephtalat (PET) oder Polyethylennapthalat (PEN) oder besteht daraus. Die Deckfolie kann auch aus einem elektrisch isolierenden Lack, bevorzugt einem Polymerlack, bestehen. Die Deckfolie kann auch thermoplastische Kunststoffe und Elastomere wie Polyamid, Polyoxymethylen, Polybutylenterephthalat oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk enthalten oder daraus bestehen. Alternativ können Vergusswerkstoffe wie Acrylat- oder Epoxidharzsysteme als Deckfolie verwendet werden. Derartige Deckfolien sind kostengünstig und vereinfachen den Herstellungsprozess.

Das insbesondere flexible und/oder biegsame Flachbandkabel dient zum elektrischen Anschluss an ein elektrisches Bauelement, beispielsweise an eine Flächenelektrode. Das Flachbandkabel ist ein flächiger Körper mit zwei gegenüberliegenden Seiten, das wahlweise in eine ebene oder gekrümmte Form gebracht werden kann. Im ebenen (d.h. nichtgekrümmten) Zustand ist das Flachbandkabel in einer Ebene angeordnet. Das Flachbandkabel ist generell länglich ausgebildet und weist entlang seiner Erstreckungsrichtung zwei Enden auf. Das Flachbandkabel kann auch mit einer Mehrzahl, insbesondere parallel verlaufender, elektrischer Leiterbahnen versehen sein. Vorzugsweise kann der Flachleiter bis zu 32, besonders bevorzugt 8 bis 10, Leiterbahnen aufweisen. Die Leiterbahnen sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Jede Leiterbahn kann dabei einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Das Flachbandkabel ist ein längliches elektrisches Bauteil mit einer oder mehreren elektrischen Leiterbahnen, dessen Breite deutlich größer ist als die Dicke. Das Flachbandkabel ist derart dünn ausgebildet (d.h. die Dicke ist derart gering), dass es flexibel und biegbar ist. Seine Breite kann dabei 0,1 mm bis 100 mm betragen.

Ferner umfasst das Flachbandkabel mindestens zwei Anschlussbereiche mit Kontaktstellen der Leiterbahnen an zwei in Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Enden des Flachbandkabels. Die zwei Anschlussbereiche des Flachbandkabels dienen zum elektrischen Kontaktieren der Leiterbahnen, zu welchem Zweck die Deckfolie, d.h. Trägerschicht und/oder Isolationsschicht, zumindest an den Kontaktstellen nicht vorhanden oder entfernt ist, so dass die Leiterbahnen zugänglich sind.

Die elektrischen Leiterbahnen sind zumindest abschnittsweise nebeneinander und/oder übereinander liegend angeordnet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei elektrische Leiterbahnen in mindestens zwei, bevorzugt in genau zwei oder genau drei oder genau vier, Ebenen übereinander angeordnet. Übereinander bedeutet hier bezüglich der Erstreckungsebene des Flachbandkabels, d.h. bezüglich der Ebene, die durch die zwei größeren Dimensionen des Flachbandkabels aufgespannt werden. Vorteilhafterweise sind jeweils mindestens zwei Leiterbahnen in der Projektion orthogonal zur Erstreckungsebene deckungsgleich angeordnet. Alternativ kann auch die Leiterbahn in einer Ebene größer ausgebildet sein und im Wesentlichen die Ebene innerhalb des Flachbandkabels, bevorzugt abzüglich eines isolierenden Randbereichs, teilweise oder vollständig einnehmen. Dadurch wird die Stromtragfähigkeit dieser Leiterbahn erhöht.

Jede elektrische Leiterbahn kann an zwei entlang der Leiterbahn voneinander beabstandeten Kontaktstellen elektrisch kontaktiert werden. Die Kontaktstellen sind Bereiche der Leiterbahnen, an denen eine elektrische Kontaktierung möglich ist. In der einfachsten Ausgestaltung handelt es sich hierbei um zugängliche Bereiche der elektrischen Leiterbahnen. Dabei kann es erforderlich und sinnvoll sein, für jeden Pol eine eigene Leitungsverbindung vorzusehen, so dass jeweils eine Leiterbahn des Flachbandkabels zur Verbindung mit einem Leiter eines Kabels vorgesehen ist.

Die Leiterbahnen werden mittels Druckverfahren aufgebracht. Alternativ werden die elektrischen Leiterbahnen als Metallstreifen aus Metallfolie vorgefertigt und beidseitig mit einem Kunststoffmaterial laminiert. In beiden Fällen sind die elektrischen Leiterbahnen mechanisch stabilisiert und in der Deckfolie (als Isolationshülle) eingebettet, so dass sie gegen die äußere Umgebung elektrisch isoliert sind.

Die Metallfolie kann eine Kupferfolie, eine Aluminiumfolie, eine Edelstahlfolie, eine Zinnfolie, eine Goldfolie oder eine Silberfolie enthalten oder besteht daraus. Die Metallfolie kann auch Legierungen mit den genannten Metallen enthalten oder daraus bestehen. Die Metallfolie kann vorteilhafterweise abschnittsweise oder vollständig verzinnt sein. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine gute Lötbarkeit bei gleichzeitigem Korrosionsschutz zu erzielen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flachbandkabels weist die mindestens eine Leiterbahn eine Dicke von 35 pm bis 100 pm, bevorzugt von 50 pm bis 70 pm. Die Leiterbahn oder die mehreren Leiterbahnen enthalten beispielsweise jeweils eine dünne Kupfer-, Silber-, Zinn- oder Goldfolie. Die Folien können zusätzlich beschichtet sein, beispielsweise versilbert, vergoldet oder verzinnt. Die Dicke der Folien beträgt beispielsweise 35 pm, 50 pm, 75 pm 100 pm oder 150 pm. Derart dünne Leiter sind besonders flexibel und können beispielsweise gut in Verbundscheiben einlaminiert und aus diesen herausgeführt werden. Gemäß einer Ausgestaltung weisen die elektrischen Leiterbahnen eine Breite von 0,05 mm bis 40 mm, bevorzugt von 1 mm bis 20 mm und insbesondere von 2 mm bis 5 mm auf. Derartige Breiten sind besonders geeignet um in Verbindung mit den oben genannten Dicken eine ausreichende Stromtragefähigkeit zu erzielen.

Solche flexiblen Flachbandkabel haben an ihren beiden Enden einen Anschlussbereich (Kontaktstellen), der zumindest eine Aussparung der Deckfolie aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung weist die Verkapselung einen Kunststoff als isolierendes Material auf. Dabei kann die Verkapselung aus einem entsprechend festen Kunststoff, beispielsweise Polyimid (PI) oder PA66 in Verbindung mit Glasfasern, bestehen. Die Verkapselung kann beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt sein, wobei die Verkapselung als ein rechteckiges oder rundes Gehäuse ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Verkapselung im wesentlich die Form einer Kreisscheibe mit einem Vorsprung am Austrittsbereich des Kabels auf. Dadurch, dass die zum Flachbandkabel hin weisende Kante der Verkapselung eine Rundung aufweist, kann eine gerade Knickkante am Flachbandkabel vermieden werden.

Das Kabel weist an seinem der Verkapselung abgewandten Ende ein Verbindungselement auf, insbesondere eine Buchse oder Stecker. Das Kabel kann neben einem elektrisch leitfähigen Leiter (Innenleiter oder auch Seel, Ader oder Kern genannt) einen isolierenden, bevorzugt polymeren Kabelmantel umfassen, wobei der isolierende Kabelmantel bevorzugt jeweils im Endbereich des Kabels entfernt ist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Leiter des Kabels und dem Flachbandkabel oder dem Verbindungselement zu ermöglichen. Der elektrisch leitfähige Leiter des Kabels kann beispielsweise Kupfer, Aluminium und/oder Silber oder Legierungen oder Gemische davon enthalten. Das Kabel weist eine vorzugsweise runde oder ovalen Querschnitt auf, der beispielsweise 0,3 mm ² bis 6 mm ² beträgt.

Die Erfindung umfasst außerdem ein Substrat mit einem Funktionselement umfassend die erfindungsgemäße elektrische Leitungsverbindung.

Die Erfindung betrifft ferner eine Verbundscheibe, umfassend das erfindungsgemäße Substrat. Das Substrat ist als eine erste Scheibe ausgebildet, wobei die Verbundscheibe eine zweite Scheibe sowie mindestens zwei Zwischenschichten zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe aufweist. Das Funktionselement ist zwischen den beiden Zwischenschichten angeordnet, wobei die Leiterbahn des Flachbandkabels an einem Ende mit einer Flächenelektrode des Funktionselements elektrisch leitend verbunden ist.

Die Verbundscheibe umfasst eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe, die bevorzugt aus Glas gefertigt sind, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino-Sililat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar oder auch getönt oder gefärbt sein. Sofern die Verbundscheibe als Windschutzscheibe verwendet wird, sollte diese im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe können auch als Außen- und Innenscheibe bezeichnet werden.

Die erste Scheibe, die zweite Scheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen.

Die Dicke der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen vorteilhaft Standardstärken von 0,7 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, auf. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste und die zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm ² bis zu 20 m ² auf.

Das Funktionselement weist elektrisch steuerbare optische Eigenschaften auf und umfasst flächenmäßig übereinander angeordnet eine erste Trägerfolie, eine erste Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine zweite Flächenelektrode und eine zweite Trägerfolie. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Funktionselement ein sogenanntes PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) - Funktionselement.

Die aktive Schicht weist die veränderlichen optischen Eigenschaften auf, die durch eine an die aktive Schicht angelegte elektrische Spannung gesteuert werden können. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können. Die optischen Eigenschaften betreffen insbesondere die Lichttransmission und/oder das Streuverhalten.

Bei der ersten und zweiten Trägerfolie handelt es sich insbesondere um polymere oder thermoplastische Folien. Die Trägerfolien enthalten insbesondere ein thermoplastisches Material oder bestehen daraus. Das thermoplastische Material kann ein thermoplastisches Polymer oder eine Mischung von zwei oder mehr thermoplastischen Polymeren sein. Neben dem thermoplastischen Material kann die Trägerfolie ferner Zusätze enthalten, wie z.B. Weichmacher. Das thermoplastische Material der Trägerfolien ist bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), wie es bei kommerziell erhältlichen Funktionselementen üblich ist.

Das thermoplastische Material der Trägerfolie kann auch Mischungen von PET mit anderen thermoplastischen Polymeren und/oder Copolymere von PET enthalten oder daraus bestehen. Das thermoplastische Material der Trägerfolie kann z.B. auch PU, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen enthalten oder daraus bestehen. Die Dicke jeder Trägerfolie liegt bevorzugt im Bereich von 0,03 mm bis 0,4 mm, bevorzugter von 0,04 mm bis 0,2 mm.

Die Flächenelektroden des Funktionselements umfassen eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf der Trägerfolie. Die Seite der Trägerfolie mit der die Flächenelektrode bildenden elektrisch leitfähigen Beschichtung ist dann der aktiven Schicht zugewandt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Funktionselement durch Isolierungslinien in Segmente aufgeteilt sein. Die Isolierungslinien sind insbesondere in die Flächenelektroden eingebracht, so dass die Segmente der Flächenelektrode elektrisch voneinander isoliert sind. Die einzelnen Segmente sind unabhängig voneinander über einen Anschlussbereich und dem Flachleiter mit einer externen Spannungsquelle verbindbar, so dass sie im Betriebszustand separat angesteuert werden können. Dabei weist ein Segment des Funktionselements zwei Anschlussbereiche auf. Jeder Anschlussbereich weist eine Kontaktierung auf. So können beispielsweise verschiedene Bereiche des Funktionselements, z.B. als Sonnenblende, unabhängig geschaltet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PNLC- oder SPD- Funktionselement. Bei SPD- Funktionselement enthält die aktive Schicht suspendierte Partikel, wobei die Absorption von Licht durch die aktive Schicht mittels Anlegens einer Spannung an die Flächenelektroden veränderbar ist. PNLC-Funktionselemente (PNLC = polymer network liquid crystal) enthalten eine aktive Schicht, bei der die Flüssigkristalle in ein Polymernetzwerk eingelagert sind, wobei die Funktionsweise ansonsten analog wie bei den PDLC-Funktionselementen ist.

Die Flächenelektroden sind dazu vorgesehen mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden. Die Kontaktierung der Flächenelektrode erfolgt bevorzugt mit (Ultraschall-) Löten, Vercrimpen oder Verkleben. Dazu wird auf mindestens eine der Flächenelektroden ein leitfähiges Material, insbesondere eine Paste, oder ein Lötkontakt aufgebracht. Die Paste enthält Silber oder eine silberhaltige Legierung. Das leitfähige Material wird als sogenannte Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen des elektrisch leitfähigen Materials oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, mit den Flächenelektroden verbunden. Die Flächenelektroden können mittels jeweils eines Sammelleiters elektrisch kontaktiert werden.

In einer alternativen Ausgestaltung der Sammelleiter werden dünne und schmale Metallfolienstreifen oder Metalldrähte verwendet, die bevorzugt Kupfer und/oder Aluminium enthalten, insbesondere werden Kupferfolienstreifen mit einer Dicke von etwa 50 pm verwendet. Die Breite der Kupferfolienstreifen beträgt bevorzugt 1 mm bis 10 mm. Die Metallfolienstreifen oder Metalldrähte werden bei einer weiteren Verarbeitung des Funktionselements in einem Verbund aus thermoplastischen Schichten auf die Flächenelektrode aufgelegt. Im späteren Autoklavprozess wird durch Einwirkung von Wärme und Druck ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen den Sammelleitern und der Beschichtung erreicht. Der elektrische Kontakt zwischen Flächenelektrode und Sammelleiter kann alternativ durch Auflöten oder Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Kleber hergestellt werden.

Die Sammelleiter werden an die Flächenelektroden angebracht, indem die Trägerfolie, eine Flächenelektrode und die aktive Schicht ausgespart sind, so dass die jeweils andere Flächenelektrode mit der dazugehörigen Trägerfolie übersteht. Dies kann bevorzugt entlang eines Randbereichs der jeweiligen Seite des Funktionselements durchgeführt werden. Auf der überstehenden Flächenelektrode kann dann ein Sammelleiter angebracht werden oder der Flachleiter direkt mit der Flächenelektrode kontaktiert werden. Auf der gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Funktionselements ist ein weiterer Sammelleiter in entsprechender Weise an die andere Flächenelektrode angebracht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PDLC-Funktionselement, insbesondere ein solches, das mindestens einen Bereich einer Verglasungseinheit von einem transparenten in einen opaken Zustand und umgekehrt schaltet. Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Die Dicke des Funktionselements beträgt beispielsweise von 0,09 mm bis 1 mm.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Fahrzeug aufweisend die erfindungsgemäße elektrische Leitungsverbindung. Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung mit einem Querschnittsübergangsbereich, wobei die Verkapselung mittels Spritzgussverfahren hergestellt wird. In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kunststoff in aufgeschmolzener Form flüssig, insbesondere dickflüssig innerhalb einer Form um den Querschnittsübergangsbereich gebracht. Dann durch Temperatur und Druckeinwirkung in der Form mit dem Flachbandkabel und (Rund-)Kabel verbunden und ausgehärtet. Dadurch wird die Verbindung zwischen Rundkabel und Flachbandkabel wasserdicht geschützt und gleichzeitig isoliert.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeugs, für den Verkehr zu Lande, zu Wasser oder in der Luft.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Verbundscheibe und ein Substrat mit einer erfindungsgemäßen Leitungsverbindung,

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung,

Figur 3 eine schematische Querschnittdarstellung einer Ausgestaltung eines

Flachbandkabels,

Figur 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung mit einem ersten Dichtmittel und einem zweiten Dichtmittel, und

Figur 5A und 5B eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Leitungsverbindung ohne eine Verkapselung.

Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt. Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Figur 1 zeigt eine Verbundscheibe 100 und ein Substrat 101 mit einer erfindungsgemäßen Leitungsverbindung 10. Die Verbundscheibe 100 oder das Substrat 101 können beispielsweise als Verglasungseinheiten ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Verbundscheibe 100 als eine Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.

Die Verbundscheibe 100 umfasst das Substrat als eine erste Scheibe 101 und eine zweite Scheibe 102. Die erste Scheibe 101 dient in Einbaulage als Innenscheibe und die zweite Scheibe 102 als Außenscheibe. Die Innenscheibe ist dabei die zum Fahrzeuginnenraum gerichtete Scheibe, während die Außenscheibe zur Fahrzeugumgebung weist. Die der Fahrzeugumgebung zugewandte Oberfläche der Außenscheibe (zweite Scheibe 102) wird, wie in der Fahrzeugverglasungstechnik üblich, als Oberfläche I bezeichnet und die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Oberfläche der Innenscheibe (erste Scheibe 101) wird als Oberfläche IV bezeichnet. Die beiden Scheiben 101 und 102 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die beiden Scheiben 101 und 102 sind durch die thermoplastische Zwischenschichten 103 beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) oder Polyurethan (PU) fest miteinander verbunden.

Die Verbundscheibe 100 ist mit einem gleichermaßen elektrischen Funktionselement versehen, das sich zwischen den beiden Scheiben 101 und 102 befindet. Das elektrische Funktionselement kann beispielsweise ein PDLC-Funktionselement sein, das beispielsweise als elektrisch regelbarer Sonnen- oder Sichtschutz dient. Das PDLC-Funktionselement ist durch eine kommerziell erhältliche PDLC-Mehrschichtfolie gebildet, die in die Zwischenschicht 103 eingelagert ist. Die Zwischenschicht 103 umfasst zu diesem Zweck beispielsweise insgesamt drei thermoplastische Folien (nicht gezeigt) mit einer Dicke von beispielsweise 0,38 mm aus PVB, wobei eine erste thermoplastische Folie mit der ersten Scheibe 101 verbunden ist, und eine zweite thermoplastische Folie mit der zweiten Scheibei 02 verbunden ist, und wobei eine dazwischenliegende thermoplastische Rahmenfolie einen Ausschnitt aufweist, in welchen das zugeschnittene Funktionselement passgenau eingelegt ist. Die dritte thermoplastische Folie bildet also gleichsam eine Art Passepartout für das Funktionselement, welches somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt ist. Das PDLC-Funktionselement umfasst in aller Regel eine aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden und zwei Trägerfolien. Die aktive Schicht enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die Flächenelektroden angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften geregelt werden können. Die Flächenelektroden sind über Sammelleitern elektrisch kontaktierbar. Zum Anlegen einer Spannung an die Sammelleiter wird die elektrische Leitungsverbindung 10 benötigt.

Die Verbundscheibe 100 weist weiterhin ein Flachbandkabel 1 auf. Die Sammelleiter des Funktionselements sind mit dem Flachbandkabel 1 elektrisch leitend verbunden. Eine sichere elektrisch leitende Verbindung wird dabei bevorzugt durch Verlöten der Verbindung erzielt.

Es versteht sich, dass das Flachbandkabel 1 den jeweiligen Gegebenheiten der tatsächlichen Verwendung angepasst werden kann und beispielsweise sich über zwei, drei oder vier Ebenen erstrecken kann. Alternativ oder in Kombination können mehr oder weniger Leiterbahnen pro Ebenen nebeneinander angeordnet werden.

Wie in der schematischen Einsetzung von Figur 1 veranschaulicht, ist das Flachbandkabel 1 mit seinem ersten Ende 1.4 teilweise in die Verbundscheibe 100 einlaminiert und zwischen den beiden Scheiben 101 und 102 aus der Verbundscheibe 100 herausgeführt.

Das Flachbandkabel 1 wird um die Seitenfläche der ersten Scheibe 101 herumgeführt und auf der Oberfläche IV der ersten Scheibe 101 angeordnet. Dazu kann die erste Scheibe 101 im Austrittsbereich 29 eine Ausnehmung aufweisen, beispielsweise durch einen geschliffenen Bereich (hier nicht dargestellt).

Das Flachbandkabel 1 weist einen ersten Anschlussbereich 1.5 und einen zweiten Anschlussbereich 1.8 auf, wobei sich entlang einer Erstreckungsrichtung des Flachbandkabels 1 der erste Anschlussbereich 1.5 an dem ersten Ende 1.4 und der zweite Anschlussbereich 1.8 an einem zweiten Ende 1.7 des Flachbandkabels 1 befinden. Das Flachbandkabel 1 weist im ersten Anschlussbereich 1.5 mindestens eine Anschlusselektrode zur elektrischen (z.B. galvanischen) Kontaktierung des Funktionselements auf. Der zweite Anschlussbereich 1.8 befindet sich innerhalbe einer Verkapselung 12, in die ein Ende eines (Rund-)kabels 2 eingeführt ist. An dem den Flachbandkabel 1 abgewandten Ende des Kabels 2 kann beispielsweise ein Anschlusselement, beispielsweise ein Stecker oder eine Buchse zur weiteren elektrischen Verbindung, beispielsweise mit einer Boardelektronik angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Leitungsverbindung 10 mit einem Querschnittübergangsbereich 11 (Figur 2) kann einfach und kostengünstig hergestellt werden und erlaubt eine platzsparende, flexibel einsetzbare und dauerhaft stabile elektrische Kontaktierung eines in einer Verbundscheibe 100 angeordneten Funktionselements.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung 10. Dargestellt sind vier parallel angeordnete Leitungsverbindungen 10. Jede elektrische Leitungsverbindung 10 umfasst ein Flachbandkabel 1 , welches eine Leiterbahn 1.1 und eine Deckfolie 1.2 zur Isolation der Leiterbahn 1.1 aufweist.

An seinen zwei in Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Enden 1.4 und 1.7 weist jedes Flachbandkabel 1 jeweils einen ersten Anschlussbereich 1.5 und einen zweiten Anschlussbereich 1.8. Die Anschlussbereiche 1.5 und 1.8 des Flachbandkabels 1 dienen zum elektrischen Kontaktieren der jeweiligen Leiterbahnen 1.1. Der zweite Anschlussbereich 1.8 befindet sich innerhalbe einer Verkapselung 12, in die ein Ende des Kabels 2 eingeführt ist.

Die Verkapselung 12 dient der Isolierung der elektrischen Kontaktierung (beispielsweise Verlötung) zwischen Flachbandleiter 1 und Kabel 2. Die Verkapselung 12 kann beispielsweise im Spritzguss- oder 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Die Verkapselung 12 besteht beispielsweise aus einem festen Kunststoff, beispielsweise Polyamid (PA) und/oder Polyimid (PI), PBT, PA611 , PA12, PA6 oder PA66 in Verbindung mit Glasfasern (bis zu 50%). Die Verkapselung 12 dient auch dem mechanischen Schutz der elektrischen Kontaktierung zwischen Flachbandleiter 1 und Kabel 2.

Die Deckfolie 1.2 ist an den Kontaktstellen zumindest teilweise entfernt, so dass die Leiterbahnen 1.1 zugänglich sind. Die Deckfolie 1.2 weist dazu jeweils eine Aussparung auf. Dies kann beispielsweise durch eine Fenstertechnik bei der Herstellung oder durch nachträgliche Entfernung der Deckfolie 1.2, beispielsweise durch Laserablation, erreicht werden. Beispielsweise besteht die Deckfolie 1.2 aus Polyimid. Sie kann durch einen Epoxykleber auf die Leiterbahn 1.1 befestigt sein.

Im Querschnittsübergangsbereich 11 umfasst die Leitungsverbindung 10 eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1.1 des Flachbandkabels 1 und dem Leiter 2.1 des Rundkabels 2. Der Querschnittsübergangsbereich 11 weist die Verkapselung 12 auf.

Das Kabels 2 umfasst neben einem elektrisch leitfähigen Leiter 2.1 auch einen isolierenden, polymeren Kabelmantel 2.2, wobei der isolierende Kabelmantel 2.2 im Endbereich des Kabels entfernt ist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Leiter 2.1 des Kabels 2 und der Leiterbahn 1.1 zu ermöglichen. Der elektrisch leitfähige Leiter 2.1 des Kabels 2 enthält Kupfer. Das Kabel 2 weist einen runden Querschnitt auf, dessen Querschnittsfläche beispielsweise 5 mm ² beträgt.

Das Kabel 2 kann prinzipiell jedes Anschlusskabel insbesondere Rundkabel sein, das dem Fachmann zur elektrischen Kontaktierung eines Funktionselements bekannt ist und dazu geeignet ist, durch Crimpen bzw. Festklemmen mit einem Verbindungselement (auch Crimpkontakt genannt) verbunden zu werden. Der Leiter 2.1 des Kabels 2 ist an dessen zum Flachbandkabel 1 hinweisenden Ende abisoliert und mit der Leiterbahn 1.1 über eine Lötverbindung 5 oder Klebeverbindung fest verbunden. Am dem den Flachbandkabel 1 abgewandten Ende des Kabels 2 kann beispielsweise ein Anschlusselement, beispielsweise ein Stecker oder eine Buchse zur weiteren elektrischen Verbindung, beispielsweise mit einer Boardelektronik angeordnet sein.

Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Flachbandkabels 1. Die Leiterbahnen 1.1 sind gleichmäßig zueinander beabstandet und weisen jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Leiterbahnen 1.1 werden von einer aus Deckfolie 1.2 bestehenden Isolationshülle umhüllt. Die Deckfolie 1.2 wird dazu mit der Leiterbahn 1.1 verklebt.

Das Flachbandkabel 1 kann mehrere Leiterbahnen 1.1 umfassen. Die Leiterbahnen 1.1 sind dann nebeneinander und/oder übereinander liegend angeordnet. Die elektrischen Leiterbahnen 1.1 bestehen beispielsweise aus einer dünnen Kupfer-, Silber-, Zinn- oder Goldfolie. Die Folien können zusätzlich beschichtet sein, beispielsweise versilbert, vergoldet oder verzinnt. Die Dicke der Folien beträgt beispielsweise 35 pm, 50 pm, 75 pm oder 100 pm. Dabei kann die Breite der Leiterbahn 1 mm bis 22 mm betragen.

Für das Material der ersten Deckfolie 1.2 ist eine Folie aus Polyimid, bevorzugt schwarze oder gelbe Polyimidfolien (z.B. PI-MTB/MBC), beispielsweise mit einer Dicke von 25 pm, besonders geeignet. Alternativ können Polymerfolien aus PEN, bevorzugt aus weißem PEN, beispielsweise mit einer Dicke von 25 pm verwendet werden.

Klebeschichten zwischen der ersten Deckfolie 1.2 und elektrischen Leiterbahn 1.1 können beispielsweise Epoxy-Klebstoffe oder thermoplastische Klebstoffe enthalten oder daraus bestehen. Typische Dicken der Klebstofffilme sind von 25 pm bis 35 pm. Die Klebstoffe können transparent oder gefärbt sein, beispielsweise schwarz. Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung mit einem ersten Dichtmittel 1.3 und einem zweiten Dichtmittel 2.3. Die erfindungsgemäße elektrische Leitungsverbindung 10 umfasst einen Querschnittsübergangsbereich 11 (Figur 2) von dem erfindungsgemäßen Flachbandkabel 1 zu dem einen elektrischen Leiter 2.1 umfassenden runden Kabel 2. Das Flachbandkabel 1 umfasst die Leiterbahn 1.1 , und die Deckfolie 1.2.

Der Querschnittsübergangsbereich 11 umfasst die elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1.1 des Flachbandkabels 1 und dem Leiter 2.1 des Kabels 2. Der Querschnittsübergangsbereich 11 weist die Verkapselung 12 auf. Die Verkapselung 12 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.

Am Flachbandkabel 1 ist das erste Dichtmittel 1.3 und am Kabel 2 ist ein zweites Dichtmittel 2.3 vorgesehen. Das erste Dichtmittel 1.3 und das zweite Dichtmittel 2.3 sind als ein beidseitig haftendes Klebeband 4 ausgebildet, das auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Flachbandkabels 1 angeordnet ist. Das erste Dichtmittel 1.3 ist rund um das Flachbandkabel 1 angebracht.

Das Klebeband 4 erstreckt sich auch im Querschnittübergangsbereich 11. Dabei wird die elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1.1 des Flachbandkabel 1 und dem Leiter 2.1 des Kabels 2 vollständig umhüllt. Wenn die Verkapselung 12 an der Leitungsverbindung 10 angebracht wird, werden das erste Dichtmittel 1.3 fest gegen das Flachbandkabel 1 und das zweite Dichtmittel 2.3 fest gegen das Kabel 2 gepresst, so dass eine Abdichtung um das jeweilige Kabel entsteht. Eine solche Anordnung der Dichtmittel 1.3 und 2.3 sorgt dafür, dass das Eindringen von Wasser durch eine kapillarische Wirkung in die Verkapselung 12 verhindert wird. Die Haftkraft des Klebebands 4 unterstützt in vorteilhafter Weise die Haftung der Verkapselung 12 am Flachbandkabel 1 bzw. am Rundkabel 2, so dass die Verbindung zwischen der Verkapselung 12 und dem Flachbandkabel 1 bzw. Kabel 2 sehr dicht und stabil ist. Insbesondere kann das Klebeband 4 ein Acrylklebeband sein. Zusätzlich kann das Klebeband 4 transparent sein. Die Materialstärke des Klebebands 4 kann eine Dicke von 25 pm bis zu 2 mm, bevorzugt 100 pm bis zu 150 pm, besonders bevorzugt 130 pm aufweisen.

Die Verkapselung 12 kann das erste Dichtmitte 1.3 und das zweite Dichtmittel 2.4 vollständig oder nur teilweise überdecken.

Figur 5A und 5B zeigen eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Leitungsverbindung 10 ohne eine Verkapselung 12. In den Figuren 5A und 5B sind das ersten Dichtmittel 1.3 und das zweiten Dichtmittel 2.3 dargestellt. Das erste Dichtmittel 1.3 und das zweite Dichtmittel 2.3 sind als ein beidseitig haftendes Klebeband 4 ausgebildet, das auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Flachbandkabels 1 angeordnet ist. Das erste Dichtmittel 1.3 ist rund um das Flachbandkabel 1 angebracht. Das Klebeband 4 erstreckt sich auch im Querschnittübergangsbereich 11 . Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1.1 des Flachbandkabel 1 und dem Leiter 2.1 des runden Kabels 2 vollständig umhüllt.

Das zweite Dichtmittel 2.3 weist eine Ringform auf. Dabei umschließt das zweite Dichtmittel 2.3 bündig den Kabel 2, d.h. das zweite Dichtmittel 2.3 ist rund um den Kabel 2 angeordnet.

Das zweite Dichtmittel 2.3 kann bei der Produktion an das runde Kabel 2 befestigt und angeformt sein. Das zweite Dichtmittel 2.3 kann vor der Herstellung der Verkapselung 12 an den Kabel 2 aufmontiert werden. Wie in Figur 5A und 5B gezeigt ist das zweite Dichtmittel 2.3 als ein Kragenabschnitt am runden Kabel 2 ausgebildet.

Bezugszeichenliste:

1 Flachbandkabel

1.1 Leiterbahn

1.2 Deckfolie

1.3 erstes Dichtmittel

1.4 erstes Ende

1.5 erster Anschlussbereich

1.6 erster Teilbereich des Flachbandkabels

1.7 zweites Ende

1.8 zweiter Anschlussbereich

1.9 zweiter Teilbereich des Flachbandkabels

2 (Rund-) Kabel

2.1 Leiter des Kabels

2.2 Mantelkabel

2.3 zweites Dichtmittel

3 Aussparung

4 Klebeband

5 Lötverbindung

10 Leitungsverbindung

11 Querschnittübergangsbereich

12 Verkapselung

17 Buchse oder Stecker

19 Schutzgehäuse

100 Verbundscheibe

101 erste Scheibe (Substrat)

102 zweite Scheibe

103 Zwischenschicht

I zweite Oberfläche (Außenseite) der zweiten Scheibe 102

IV erste Oberfläche (Innenseite) der ersten Scheibe 101