Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Scheibenherstellung und betrifft ein vorgefertigtes elektrisches Anschlusselement zur Kontaktierung einer elektrisch leitfähigen Schicht auf einer Scheibe, eine Scheibe mit dem elektrischen Anschlusselement, sowie ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe mit dem Anschlusselement.

Verglasungen in Gebäuden und Fahrzeugen werden zunehmend mit großflächigen, elektrisch leitfähigen und für sichtbares Licht transparenten Schichten versehen, die vielfältige Anwendungen haben. Bekannt sind beispielsweise elektrische Heizschichten, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine gezielte Erwärmung einer Fahrzeugscheibe bewirken, um das Sichtfeld der Fahrzeugscheibe frei von Eis und Beschlag zu halten (siehe z.B. WO 2010/043598 A1 ). Bei einer weiteren beispielhaften Anwendung wird die elektrisch leitfähige Schicht als Flächenantenne in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dazu wird die Schicht mit einer Koppelelektrode galvanisch oder kapazitiv gekoppelt und das Antennensignal im Randbereich der Scheibe zur Verfügung gestellt. Das von der Flächenantenne ausgekoppelte Antennensignal wird einem Antennenverstärker zugeführt, der in Kraftfahrzeugen mit der metallischen Karosserie verbunden ist, wodurch ein hochfrequenztechnisch wirksames Bezugspotenzial für das Antennensignal vorgegeben wird. Derartige Flächenantennen sind beispielsweise aus DE 10106125 A1 , DE 10319606 A1 , EP 0720249 A2, US 2003/0112190 A1 und DE 19843338 C2 bekannt.

Eine elektrische Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt typischer Weise durch angelötete Anschlusselemente. Ein bekanntes Problem sind die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der hierbei verwendeten Materialien, die Ursache für mechanische Spannungen bei der Herstellung und im Betrieb sind, welche die Scheiben belasten und einen Bruch der Scheiben hervorrufen können. Bleihaltige Lote weisen eine hohe Duktilität auf, die auftretende mechanische Spannungen zwischen elektrischem Anschlusselement und der Scheibe durch plastische Deformierung gut kompensieren können. Allerdings müssen in vielen Ländern aufgrund rechtlicher Vorgaben bleihaltige Lote durch bleifreie Lote ersetzt werden. Bleifreie Lote weisen jedoch typischerweise eine deutlich geringe Duktilität auf und sind daher nicht in gleichem Maße wie bleihaltige Lote in der Lage, mechanische Spannungen zu kompensieren. Man ist daher insbesondere beim Löten mit bleifreien Lotmassen bemüht, mechanische Spannungen zu vermeiden, was beispielsweise durch eine geeignete Wahl des Materials des Anschlusselements möglich ist. Weiterhin ist nachteilig, dass das Anlöten von Anschlusselementen eine relativ große Zahl von Prozessschritten erfordert und mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden ist. In ökologischer Hinsicht gibt es ebenfalls Verbesserungsbedarf.

In EP 0849823 A1 und EP 0780927 A2 ist ein elektrisches Anschlusselement gezeigt, bei dem eine elektrisch leitfähige Struktur über einen elektrisch leitfähigen Kleber mit einer leitfähigen Schicht elektrisch verbunden ist.

Generell wäre es wünschenswert über ein elektrisches Anschlusselement zu verfügen, das mit relativ wenigen Prozessschritten und zu geringeren Kosten verbaut werden kann, eine stabile, elektrische Verbindung zur elektrisch leitfähigen Schicht schafft und in ökologischer Hinsicht vorteilhaft ist.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes elektrisches Anschlusselement für die elektrische Kontaktierung einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe zur Verfügung zu stellen, mit dem diese Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll das Anschlusselement mit hoher mechanischer Festigkeit an der Scheibe befestigt werden können. Das Anschlusselement soll in der industriellen Serienfertigung von Scheiben einfach und kostengünstig verbaut werden können.

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein elektrisches Anschlusselement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist ein elektrisches Anschlusselement zum elektrischen Kontaktieren einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe, vorzugsweise Glasscheibe, gezeigt. Das Anschlusselement umfasst mindestens einen, insbesondere genau einen elektrischen Leiter und einen elektrisch leitfähigen Klebstoff zum Befestigen des elektrischen Leiters an der Scheibe, sowie eine elektrisch isolierende Schicht mit mindestens einer, insbesondere genau einer Aussparung, die den elektrisch leitfähigen Klebstoff seitlich umgibt. Der elektrisch leitfähige Klebstoff ist zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in der Aussparung aufgenommen. Das elektrische Anschlusselement ist ein vorgefertigtes (vorkonfektioniertes) Anschlusselement zum elektrischen Kontaktieren einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe, vorzugsweise Glasscheibe. Das vorgefertigte Anschlusselement umfasst, vor dem Befestigen des Anschlusselements an der Scheibe und vor dem elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Schicht der Scheibe durch das erfindungsgemäße Anschlusselement, mindestens einen elektrischen Flachleiter mit einer ersten Seite bzw. Vorderseite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite bzw. Rückseite. Auf der Vorderseite des Flachleiters ist eine (erste) elektrisch isolierende Schicht, im Weiteren zur leichteren Bezugnahme als "Vorderseitenschicht" bezeichnet, mit mindestens einer Aussparung angeordnet. Weiterhin ist ein wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, in der Aussparung angeordneter, elektrisch leitfähiger Klebstoff vorgesehen, welcher den Flachleiter elektrisch-galvanisch kontaktiert. Der elektrisch leitfähige Klebstoff dient zum Ankleben des Anschlusselements an die Scheibe und zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Vorderseitenschicht der Scheibe. Im verbauten Zustand wird durch den elektrisch leitfähigen Klebstoff eine elektrisch-galvanische Verbindung zwischen dem Flachleiter und der elektrisch leitfähigen Vorderseitenschicht hergestellt.

Die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht, welche eine Aussparung für den elektrisch leitfähigen Klebstoff aufweist, ist im vorgefertigten Anschlusselement vorhanden. Dies bedeutet, dass die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht verschieden von einer thermoplastischen Zwischenschicht zum Verbinden der beiden Einzelscheiben einer Verbundscheibe ist. Die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht ist auch verschieden von einer elektrischen Isolationsschicht (d.h. Dichtmittel), mit der ein bereits an eine elektrisch leitfähige Schicht elektrisch angeschlossenes Anschlusselement zum Zwecke einer Abdichtung bedeckt wird.

Zum einen kann durch die mechanische Befestigung des Anschlusselements an der Scheibe mittels des elektrisch leitfähigen Klebstoffes das Anschlusselement in einfacher, schneller und kostengünstiger Weise an der Scheibe befestigt werden. Die so geschaffene Verbindung kann einer mechanischen Beanspruchung standhalten, die während Handhabung und Verwendung der Scheibe entsteht. Zum anderen kann ein ausreichender elektrischer Stromfluss durch die elektrische Verbindung stattfinden. Durch das Anschlusselement werden daher in vorteilhafter Weise sowohl elektrische als auch mechanische Anforderungen an die Verbindung erfüllt. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass Kleben anstelle von Löten verwendet werden kann. Der elektrisch leitfähige Klebstoff weist gegenüber einem herkömmlichen Lötverfahren entscheidende technische Vorteile auf. Beispielsweise werden durch den elektrisch leitfähigen Klebstoff geringere Umweltprobleme verursacht als durch ein bleihaltiges oder bleifreies Lot und es können effizientere Verarbeitungsbedingungen realisiert werden. Aufgrund relativ niedriger Verarbeitungstemperaturen können hitzeempfindliche Komponenten verwendet werden. Zusätzlich lässt sich die Anzahl von Prozessschritten bei der Herstellung des elektrischen Kontakts verringern. Das elektrische Anschlusselement kann in einfacher Weise an der Scheibe befestigt (d.h. aufgeklebt) werden, wobei gleichzeitig eine mechanische und elektrische Anbindung des Anschlusselements erfolgt. Dies sind wichtige Vorteile der vorliegenden Erfindung bei der industriellen Serienfertigung von Scheiben mit elektrischen Anschlusselementen.

Ein elektrischer Flachleiter (auch Folienleiter oder Flachbandleiter genannt) ist ein elektrischer Leiter, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Der Flachleiter kann beispielsweise derart dünn ausgebildet sein (d.h. die Dicke ist derart gering), dass er flexibel und biegbar ist. Bevorzugt enthält oder besteht der Flachleiter aus einer Metallfolie, besonders bevorzugt eine streifen- oder bandförmige Metallfolie, beispielsweise eine Kupfer-, Aluminium-, Edelstahl-, Zinn- , Gold- oder Silberfolie. Die Metallfolie kann auch Legierungen mit den genannten Metallen enthalten oder daraus bestehen.

Bei einem Flachleiter definiert die Richtung der Länge die Erstreckungsrichtung. Die Längen- und die Breitenrichtung spannen die erste Seite und die der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite auf. Die erste Seite wird beispielsweise als Vorderseite und die zweite Seite als Rückseite des Flachleiters bezeichnet. Die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht ist auf der ersten Seite des Flachleiters angeordnet, beispielsweise in unmittelbaren Kontakt mit dem Flachleiter (d.h. ohne Zwischenschicht).

Der elektrisch leitfähige Klebstoff kontaktiert den Flachleiter elektrisch-galvanisch auf der Vorderseite in flächiger Weise. Beispielsweise ist der elektrisch leitfähige Klebstoff mit Berührungskontakt zum Flachleiter (d.h. ohne Zwischenschicht) angeordnet. Der elektrische Kontaktbereich, in dem der elektrisch leitfähige Klebstoff den Flachleiter kontaktiert und insbesondere auch berühren kann, kann auch als elektrischer Anschlussbereich bezeichnet werden.

Beispielsweise weist der Flachleiter eine Dicke von 10 pm bis 300 pm, von 30 pm bis 250 pm und insbesondere von 50 pm bis 150 pm auf. Derartig dünne Flachleiter sind besonders flexibel und können beispielsweise gut in Verbundscheiben einlaminiert und aus diesen herausgeführt werden. Beispielsweise weist der Flachleiter eine Breite von 0,5 mm bis 100 mm, von 1 mm bis 50 mm und insbesondere von 10 mm bis 30 mm auf. Derartige Breiten sind besonders geeignet, um in Verbindung mit den oben genannten Dicken eine ausreichende Stromtragefähigkeit zu erzielen. Die Breite des Flachleiters kann konstant sein oder in der Breite variieren. Beispielsweise weist der Flachleiter eine Länge von 5 cm bis 150 cm, von 10 cm bis 100 cm und insbesondere von 50 cm bis 90 cm auf. Es versteht sich, dass Länge, Breite und Dicke des Flachleiters an die Anforderungen des jeweiligen Einzelfalls angepasst werden können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist die Aussparung der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht zylinderförmig ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird, neben einer einfachen Herstellung, beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Klebstoff seitlich gleichmäßig isolierend umgeben ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht aus Acrylat oder Epoxid gebildet. Die elektrisch isolierende Schicht weist beispielsweise eine Dicke von 50 bis 250 pm auf. Beispielsweise können auch Standardklebebänder verwendet werden, die entsprechend geformt oder gestanzt werden. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass eine gute Isolationswirkung erzielt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist auf der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht eine elektrisch isolierende Klebeschicht um die Aussparung herum angeordnet. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass das Anschlusselement ohne den elektrisch leitfähigen Klebstoff vorfixiert werden kann. Insgesamt kann die mechanische Befestigung des Anschlusselements an der Scheibe durch Kleben weiter verbessert werden (Ankleben des Anschlusselements an der Scheibe durch den elektrisch leitfähigen Klebstoff und zusätzlich durch die elektrisch isolierende Klebeschicht).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist auf der elektrisch isolierenden Klebeschicht eine entfernbare Schutzschicht angeordnet. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass die elektrisch isolierende Klebeschicht oder der elektrisch leitfähige Klebstoff in der Aussparung vor Umwelteinflüssen geschützt sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements deckt die entfernbare Schutzschicht die Aussparung ab oder umfasst eine Öffnung, die mindestens der Aussparung, insbesondere genau der Aussparung entspricht. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass der elektrisch leitfähige Klebstoff nach dem Aufbringen der Klebeschicht eingefüllt werden kann. Generell ist es vorteilhaft, wenn der elektrisch leitfähige Klebstoff in die Aussparung der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht von außen her eingefüllt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements steht der elektrisch leitfähige Klebstoff aus der Aussparung heraus. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass sich ein mechanischer Druck auf den Klebstoff ausüben lässt, der zu einer besseren elektrischen und mechanischen Verbindung führt. Alternativ steht die Aussparung über den elektrisch leitfähigen Klebstoff über, was den Vorteil einer besser geschützten Aufnahme des elektrisch leitfähigen Klebstoffs in der Aussparung hat.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist ein pastenartiger, elektrisch isolierender Klebstoff um die Aussparung der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht herum angeordnet. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass sich beim Aufdrücken des Anschlusselements der pastenartige Klebstoff verteilt und eine hohe Dichtwirkung erzielt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements besteht die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht selbst aus einem solchen pastenartigen, elektrisch isolierenden Klebstoff.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements umfasst die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht mehrere Aussparungen mit dem elektrisch leitfähigen Klebstoff. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass sich gleichzeitig mehrere elektrische Kontakte mit der elektrisch leitfähigen Schicht durch das Anschlusselement herstellen lassen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist der elektrische Flachleiter auf der zweiten Seite bzw. Rückseite, die dem elektrisch leitfähigen Klebstoff gegenüberliegt, mit einer (zweiten) elektrisch isolierenden Schicht, im Weiteren zur leichteren Bezugnahme als "Rückseitenschicht" bezeichnet, insbesondere mit einer elektrisch isolierenden Folie, bedeckt. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass eine rückseitige Isolierung und ein Schutz vor Beschädigungen realisiert werden kann. Die elektrisch isolierenden Rückseitenschicht, insbesondere Isolationsfolie, ist vorteilhafterweise mit dem Flachleiter fest verbunden und beispielsweise verklebt. Die Rückseitenschicht, insbesondere Isolationsfolie, enthält bevorzugt Polyimid oder Polyesther, besonders bevorzugt Polyethylenterephtalat (PET) oder Polyethylennapthalat(PEN) oder besteht daraus. An Stelle einer Isolationsfolie kann ein elektrisch isolierender Lack, bevorzugt einem Polymerlack, eingesetzt werden. Der elektrisch isolierende Lack kann beispielsweise durch Aufsprühen oder Eintauchen des Flachleiters in den Lack hergestellt werden. Die Isolationsfolie kann beispielsweise 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 verwendet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements ist der elektrisch leitfähige Klebstoff elektrisch isotrop oder anisotrop leitend. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise der technische Vorteil erreicht werden, dass besonders geeignete Klebstoffe verwendet werden.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Scheibe mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, an der ein erfindungsgemäßes vorgefertigtes Anschlusselement angebracht ist. Das Anschlusselement ist über den elektrisch leitfähigen Klebstoff mit der Scheibe verklebt. Eine elektrisch-galvanische Verbindung zwischen dem Flachleiter und der elektrisch leitfähigen Schicht ist durch den elektrisch leitfähigen Klebstoff realisiert, wobei der elektrisch leitfähige Klebstoff die elektrisch leitfähige Schicht galvanisch kontaktiert (z.B. unmittelbar).

Die elektrisch leitfähige Schicht der Scheibe kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Grundsätzlich handelt sich hierbei um eine Schicht, die eine elektrische Kontaktierung erfordert, was durch das elektrische Anschlusselement geleistet wird.

Beispielsweise handelt es sich um eine elektrisch leitfähige und für sichtbares Licht transparente Beschichtung, die beispielswiese großflächig auf die Scheibe aufgebracht ist. Die elektrisch leitfähige Schicht ist auf einer Oberfläche der Scheibe angeordnet und bedeckt bzw. überdeckt die Oberfläche der Scheibe teilweise, jedoch vorzugsweise großflächig. Der Ausdruck "großflächig" bedeutet, dass mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 75% oder bevorzugt mindestens 90% der Oberfläche der Scheibe von der elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt sind. Die elektrisch leitfähige Schicht kann sich aber auch über kleinere Anteile der Oberfläche der Scheibe erstrecken. Die elektrisch leitfähige Schicht ist eine Einzelschicht oder ein Schichtaufbau aus mehreren Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm. Vorteilhaft weist die elektrisch leitfähige Schicht eine Dicke von 80 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 140 nm bis 400 nm oder bevorzugt 700 nm bis 900 nm, auf.

Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Scheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben und vordere Seitenscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Für hintere Seitenscheiben und Heckscheiben kann "transparent" auch 10% bis 70% Lichttransmission bedeuten. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.

Beispielsweise enthält die elektrisch leitfähige Schicht mindestens ein Metall, wie Silber, Nickel, Chrom, Niob, Zinn, Titan, Kupfer, Palladium, Zink, Gold, Cadmium, Aluminium, Silizium, Wolfram oder Legierungen daraus, und/oder mindestens eine Metalloxidschicht, bevorzugt Zinn-dotiertes Indiumoxid (ITO), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO, SnO2:F) oder Antimon-dotiertes Zinnoxid (ATO, SnO2:Sb). Solche Schichten sind beispielsweise aus DE 20 2008 017 611 U1 und EP 0 847 965 B1 bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus einer Metallschicht wie einer Silberschicht oder einer Schicht aus einer silberhaltigen Metalllegierung. Typische Silberschichten weisen bevorzugt Dicken von 5 nm bis 15 nm auf, besonders bevorzugt von 8 nm bis 12 nm. Die Metallschicht kann zwischen mindestens zwei Schichten aus dielektrischem Material vom Typ Metalloxid eingebettet sein. Das Metalloxid enthält bevorzugt Zinkoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen sowie Kombinationen von einem oder mehreren daraus. Das dielektrische Material kann auch Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Aluminiumnitrid sowie Kombinationen von einem oder mehreren davon enthalten.

Transparente, elektrisch leitfähige Schichten haben beispielsweise einen Flächenwiderstand von 0,1 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat, besonders bevorzugt von 1 Ohm/Quadrat bis 50 Ohm/Quadrat und ganz besonders bevorzugt von 1 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat. Die elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise eine elektrische Heizschicht sein, durch welche die Scheibe mit einer Heizfunktion versehen wird. Elektrische Heizschichten sind dem Fachmann wohlbekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige Schichten. Diese Schichten enthalten oder bestehen bevorzugt aus zumindest einem Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom, oder einer Metalllegierung und enthalten bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Solche Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer Einzelschicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. Bei einer solchen Dicke wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.

Vorzugsweise dient die elektrisch leitfähige Schicht als Heizschicht oder Antennenschicht (Flächenantenne).

Die elektrisch leitfähige Schicht wird durch an sich bekannte Verfahren abgeschieden, beispielsweise durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung, was besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache, schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Beschichtung der Scheibe ist. Die Kathodenzerstäubung erfolgt in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise aus Argon, beziehungsweise in einer Reaktivgasatmosphäre, beispielsweise durch Zugabe von Sauerstoff, einem Kohlenwasserstoff (beispielsweise Methan) oder Stickstoff. Die elektrisch leitfähige Schicht kann aber auch durch andere, dem Fachmann bekannte Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen oder chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD), durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD), durch plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) oder durch nasschemische Verfahren.

Die elektrisch leitfähige Schicht kann grundsätzlich auf jeder Oberfläche der Scheibe angeordnet sein.

Die elektrisch leitfähige Schicht kann insbesondere auch ein elektrischer Sammelleiter (Busbar) sein, der auf einer anderen elektrisch leitfähigen Schicht (Funktionsschicht) aufgebracht ist und dazu dient, einen Strom in die letztgenannte Schicht ein- oder auszuleiten.

Vorzugsweise enthält oder besteht die Scheibe aus nichtvorgespanntem, teilvorgespanntem oder vorgespanntem Glas, bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk- Natron- Glas. Alternativ enthält oder besteht die Scheibe aus klaren Kunststoffen, bevorzugt starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Geeignete Gläser sind beispielsweise aus EP 0 847 965 B1 bekannt.

Die Dicke der Scheibe kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Beispielsweise wird eine Scheibe mit einer Standardstärke von 1 ,0 mm bis 25 mm verwendet. Beispielsweise beträgt die Dicke von 0,5 mm bis 15 mm, insbesondere von 1 mm bis 5 mm. Die Größe der Scheibe kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.

Die Scheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Bevorzugt ist die Scheibe planar oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen. Bei einem Biegeprozess wird die Scheibe im erhitzten Zustand in eine oder mehrere Richtungen des Raumes gebogen. Die Temperatur, auf die die Scheibe erhitzt wird, beträgt bevorzugt von 500°C bis 700°C.

Die Scheibe kann farblos oder gefärbt sein.

Die Scheibe kann grundsätzlich beliebig eingesetzt werden, insbesondere als Bestandteil einer Isolierverglasung, bei der mindestens zwei Scheiben durch mindestens einen Abstandhalter in einem Abstand zueinander angeordnet sind, oder als thermisch vorgespanntes Einscheibensicherheitsglas oder als Bestandteil einer Verbundscheibe. Vorzugsweise dient die Scheibe bzw. Verglasung der Abtrennung eines Innenraums von einer äußeren Umgebung.

Beispielsweise ist die Scheibe ein Bestandteil einer Verbundscheibe, welche eine erste Scheibe mit Außenseite und Innenseite sowie eine zweite Scheibe mit Innenseite und Außenseite umfasst, welche durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (Klebeschicht) fest miteinander verbunden sind. Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer thermoplastischen Folie beispielsweise von 0,25 mm bis 1 mm beträgt.

Bei der Scheibe kann es sich aber auch um ein Einscheibensicherheitsglas handeln.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe, mit den Schritten:

Bereitstellen einer Scheibe mit einer elektrisch leitfähigen Schicht,

Aufdrücken des erfindungsgemäßen Anschlusselements auf die leitfähige Schicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung der Scheibe mit Anschlusselement, wobei eine zuverlässige Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Schicht sowie eine mechanisch dauerhaft stabile Befestigung des Anschlusselements erzielt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der elektrisch leitfähige Klebstoff während des Aufdrückens erwärmt. Dies ermöglicht einen besonders guten elektrischen Kontakt und eine stabile Befestigung des Anschlusselements an der Scheibe.

Die erfindungsgemäße Scheibe bzw. eine diese enthaltende Verglasung wird vorzugsweise in Gebäuden, insbesondere im Zugangs- oder Fensterbereich, als Einbauteil in Möbeln und Geräten, oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe verwendet.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung: Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht durch ein Anschlusselement zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe;

Fig. 2 eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe;

Fig. 3 eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe;

Fig. 4 eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe; und

Fig. 5 eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer elektrisch leitfähigen Schicht einer Scheibe.

Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch ein vorgefertigtes elektrisches Anschlusselement 100 zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 121 einer Scheibe 101. Das vorgefertigte Anschlusselement 100 ist vor dem Anbau an die Scheibe 101 dargestellt. Das Anschlusselement 100 bildet einen räumlichen Gegenstand, der zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Schicht 121 der Scheibe 101 dient. Das Anschlusselement 100 umfasst einen elektrischen Flachleiter 103, über den der elektrische Kontakt mit der Scheibe hergestellt werden soll, wie beispielsweise ein Kupfer-Flachbandleiter. Der Flachleiter 103 weist eine (flächige) erste Seite bzw. Vorderseite 122 und eine gegenüberliegende (flächige) zweite Seite bzw. Rückseite 124 auf.

Auf der Vorderseite 122 des elektrischen Flachleiters 103 befindet sich zu diesem Zweck ein elektrisch leitfähiger Klebstoff 105, hier beispielsweise in unmittelbarem Berührungskontakt. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 erzeugt eine leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Flachleiter 103 und der elektrisch leitfähigen Schicht 121 auf der Scheibe 101 , auf der das vorgefertigte Anschlusselement 100 angeordnet wird.

Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 befindet sich in einer Aussparung 109 der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht 107. Die Aussparung 109 nimmt den elektrisch leitfähigen Klebstoff 105 im Innern auf und umgibt diesen seitlich umlaufend. Die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht 107 ist auf dem elektrischen Flachleiter 103 angeordnet (hier beispielsweise in unmittelbarem Berührungskontakt) und mit diesem elektrisch-galvanisch verbunden. Die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht 107 ist beispielsweise aus Acrylat oder Epoxid gebildet und weist eine Dicke von 50 bis 250 pm auf. Die Aussparung 109 ist hier beispielsweise kreisförmig in der isolierenden Schicht 107 ausgebildet und weist beispielsweise einen Durchmesser von 2 bis 12 mm auf, bevorzugt von 5 bis 10 mm und insbesondere 8 mm. Im Allgemeinen kann die Aussparung 109 auch eine andere Geometrie aufweisen. Auch die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht 107 kann im Allgemeinen aus anderen geeigneten Materialien gebildet sein.

Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 wird beispielsweise bei der Herstellung des Anschlusselements 100 durch eine Einspritzvorrichtung in die Aussparung 109 eingebracht. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 sorgt sowohl für eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung des Anschlusselements 100 mit der Scheibe 101. Dabei wird die gesamte Fläche der Aussparung 109 zur Kontaktierung genutzt, so dass ein hoher Stromfluss und gleichzeitig eine stabile Befestigung erreicht werden kann. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 weist in dem gezeigten Aufbau eine größere Schichtdicke als die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht 107 auf und steht daher räumlich aus der Aussparung 109 heraus. Dadurch lässt sich eine zuverlässige Kontaktierung erreichen.

Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 umfasst eine Polymerkomponente, wie beispielsweise ein Polymerharz, und eine metallische Komponente, wie beispielsweise metallische Füllstoffe. Die Polymerkomponente kann wärmehärtend sein, wie beispielsweise Epoxid oder Silikon oder thermoplastisch, wie beispielsweise Polyimid oder Polyamid. Die Polymerkomponente dient zur Herstellung der physikalischen und mechanischen Klebeeigenschaften, der mechanischen Belastbarkeit und der Schlagfestigkeit der Verbindung mittels des Anschlusselements 100. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 kann elektrisch isotrop, d.h. in allen Stromrichtungen gleichmäßig, oder anisotrop leitend sein, d.h. in einer Stromrichtung vorwiegend leitend.

Die metallische Komponente dient zur Herstellung der Leitfähigkeit der Klebeverbindung. Die hierzu verwendeten metallischen Füllstoffe können Partikel oder Blättchen (Flakes) aus Silber, Gold, Nickel, Kupfer oder Karbon in ausreichenden Mengen umfassen, um eine gute elektrische Leitfähigkeit herzustellen. Die Verwendung von Füllstoffen aus Silber ist vorteilhaft, da diese auch im oxidierten Zustand leitfähig sind und effizient eingesetzt werden können. An der Seite des Anschlusselements 100 befindet sich ein elektrischer Anschluss 123 zum Anschließen eines elektrischen Kabels. Auf der Rückseite 124 des Flachleiters 103 bzw. Anschlusselements 100, die dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 105 gegenüberliegt, ist der elektrische Flachleiter 103 mit einer elektrisch isolierenden Folie 125 bedeckt, die aus einem hitzebeständigen Kunststoff gebildet sein kann.

Im Allgemeinen kann die elektrisch isolierende Vorderseitenschicht 107 bzw. das Anschlusselement 100 mehrere solche Aussparungen 109 mit einem darin aufgenommenen elektrisch leitfähigen Klebstoff 105 umfassen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement 100. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden nur die Unterschiede zur Ausführungsform von Figur 1 beschrieben und ansonsten auf obige Ausführungen Bezug genommen. In dieser Ausführungsform wird auf der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht 107 ein Ring aus einem pastenartigen, isolierenden Klebstoff 1 17 um die Aussparung 109 herum gelegt. Der pastenartige, isolierende Klebstoff 1 17 verteilt sich beim Aufdrücken des Anschlusselements 100 auf der der Scheibe 101 um die Kontaktstelle zwischen dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 105 und der leitfähigen Schicht 121 , so dass eine vollständig umlaufende Isolierung und Abdichtung auch bei einer unebenen Kontaktfläche erreicht wird. Der pastenartige, isolierende Klebstoff 1 17 ist beispielsweise durch einen Heißschmelzkleber mit Polyurethan und Polyamid gebildet.

In einem Verfahren zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Schicht 121 einer Scheibe 101 wird zunächst eine Scheibe 101 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 121 bereitgestellt und anschließend das Anschlusselement 100 auf die elektrisch leitfähige Schicht 121 der Scheibe 101 aufgedrückt. Dabei kann der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 während des Aufdrückens erwärmt werden. Das Aufdrücken des Anschlusselements 100 erfolgt beispielsweise mittels eines heizbaren beweglichen Stempels 1 19, der das Anschlusselement 100 von der Rückseite her auf die leitfähige Schicht 121 der Scheibe 101 drückt und gleichzeitig erwärmt. Dadurch wird das Anschlusselement 100 mit der Scheibe 101 verklebt und an dieser befestigt.

Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 erzeugt hierbei eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Flachleiter 103 und der elektrisch leitfähigen Schicht 121 der Scheibe 101 . Der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 sorgt nach dem Aushärten aber auch für eine stabile mechanische Verbindung der Anschlusselement 100 mit der Scheibe 101. Die leitfähige Schicht 121 der Scheibe 101 ist beispielsweise eine Silberbeschichtung.

Die Scheibe 101 kann beispielsweise nichtvorgespanntes, teilvorgespanntes oder vorgespanntes Glas, bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk- Natron-Glas oder klare Kunststoffe, bevorzugt starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon umfassen und bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 5 mm aufweisen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement 100. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden nur die Unterschiede zur Ausführungsform von Figur 1 beschrieben und ansonsten auf obige Ausführungen Bezug genommen. Das Anschlusselement 100 umfasst eine isolierende Klebeschicht 11 1 , die auf der elektrisch isolierenden Vorderseitenschicht 107 um die Aussparung 109 und den elektrisch leitfähigen Klebstoff 105 herum angeordnet ist. Die selbstklebende isolierende Klebeschicht 11 1 ist durch eine entfernbare Schutzschicht 1 13 abgedeckt, wie beispielsweise eine Papier- oder Kunststoffschicht. Diese Anordnung kann beispielsweise durch ein doppelseitig klebendes und isolierendes Band erreicht werden, das auf die Oberseite der elektrisch isolierenden Schicht 107 aufgeklebt wird.

Die Schutzschicht 1 13 bedeckt die Aussparung 109 und den elektrisch leitfähigen Klebstoff 105. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Klebeschicht 1 11 oder der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 in der Aussparung 109 vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Vor einem Andrücken des Anschlusselement 100 wird die Schutzschicht 113 entfernt, so dass die Klebeschicht 1 11 und der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 freigelegt werden.

Vor einem Verbinden des Anschlusselements 100 mit der Scheibe 101 wird die Schutzschicht 1 13 entfernt und der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 freigelegt. Anschließend wird das Anschlusselement 100 auf die Scheibe 101 angedrückt. Durch die Klebeschicht 11 1 kann das Anschlusselement 100 mechanisch vorfixiert werden. Anschließend wird das Anschlusselement 100 von der Rückseite erwärmt und durch den Stempel 119 weiter aufgedrückt, so dass sich der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 mit der Scheibe verbindet. Auf diese Weise wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 103 und der elektrisch leitfähigen Schicht 121 der Scheibe 101 hergestellt. Die leitende Verbindung ist um den elektrisch leitfähigen Klebstoff 105 herum durch die elektrisch isolierende Schicht 107 geschützt. Die elektrisch isolierende Schicht 107 verstärkt zudem die mechanische Verbindung zwischen dem Anschlusselement 100 und der Scheibe 101 .

Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement 100. Der Aufbau des Anschlusselements 100 entspricht dem Aufbau aus Fig. 3, außer dass die die Schutzschicht 113 eine Öffnung 1 15 umfasst, die der Aussparung 109 entspricht. Dadurch bleibt die Aussparung 109 nach außen hin geöffnet, so dass der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 auch nach dem Aufbringen der Klebeschicht 1 11 eingefüllt werden kann. Dadurch kann zudem die Dicke des eingefüllten elektrisch leitfähigen Klebstoffs 105 bis zur Oberkante der Schutzschicht 113 erhöht werden. Wird die Schutzschicht 1 13 entfernt, steht der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 gegenüber der Klebeschicht 11 1 beispielweise zylinderförmig heraus.

Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch ein weiteres Anschlusselement 100. Der Aufbau des Anschlusselements 100 entspricht dem Aufbau aus Fig. 4, außer dass dieser keine Klebeschicht 11 1 umfasst und der aus der Aussparung 109 ragende, elektrisch leitfähige Klebstoff 105 direkt von der entfernbaren Schutzschicht 1 13 bedeckt ist. Die Schutzschicht 1 13 weist daher im Bereich des elektrisch leitfähigen Klebstoffs 105 eine Erhebung auf. In dieser Ausführungsform tritt der elektrisch leitfähige Klebstoff 105 aufgrund des Überstandes unmittelbar mit der leitfähigen Schicht 121 der Scheibe 101 in Kontakt.

Wie sich aus vorstehender Erfindungsbeschreibung ergibt, werden durch die gezeigten Anschlusselemente 100 geeignete und haltbare hybride Verbindungssysteme auf Basis leitender und nichtleitender Klebstoffe geschaffen. Durch diesen Aufbau lassen sich sowohl elektrische als auch mechanische Anforderungen an die Verbindung des Anschlusselements mit der Scheibe, insbesondere Glasscheibe 101 , erfüllen.

Bezugszeichenliste

100 Anschlusselement

101 Scheibe 103 elektrischer Flachleiter

105 elektrisch leitfähiger Klebstoff

107 elektrisch isolierende Vorderseitenschicht

109 Aussparung

111 isolierende Klebeschicht 113 Schutzschicht

115 Öffnung

117 elektrisch isolierender Klebstoff

119 Stempel

121 leitfähige Schicht 122 Vorderseite

123 Anschluss

124 Rückseite

125 elektrisch isolierende Rückseitenschicht