WO2013143708A2 - Switching elements with overlapping conductor paths, and method for designing a circuit configuration - Google Patents

Switching elements with overlapping conductor paths, and method for designing a circuit configuration Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to printable circuit configurations, in particular for electrochromic displays, LEDs or other light sources, as well as methods for forming such circuit configurations.
  • a cathode element of the battery and a second trace are printed on a second portion of the substrate.
  • the anode is initially separated from the cathode after printing, so that no electrolyte reaction takes place and the battery is inactive.
  • the cathode element may be contacted in a subsequent step with the anode element via an electrolyte layer printed on the anode so that the battery is activated.
  • the circuit By contacting the second trace with the display element, the circuit can then be closed and the display element activated.
  • interruptions may be provided in the first printed conductor or second printed conductor which can be closed via pressure contact switches, which can likewise be printed on the first or second substrate. This allows a reversible activation of the electrochromic display.
  • the object of the invention is therefore to provide switching elements and associated circuit configurations and methods for their production, which allow fast, cost-effective and reliable production of electrochromic or similar display elements.
  • a switching group comprises a first substrate layer, in particular a flexible first substrate layer on which a first printed conductor is formed, wherein the first printed conductor is connected to an electrical load, and a second substrate layer, in particular a flexible second substrate layer, on which a second printed conductor is formed is, wherein the second conductor track is connected to an electrical voltage source and at least partially overlaps the first conductor track.
  • the switching group according to the invention further comprises a switching element with a spacing element, which spatially and electrically separates the second strip from the first strip in an open switch position of the switching element, wherein the spacing element is designed such that the switching element by applying a compressive force to the first substrate layer and / / or the second substrate layer merges into a closed switch position, in which the second conductor track contacts the first conductor track.
  • the second interconnect may be facing the first interconnect in the switching group according to the invention.
  • the first conductor track can be formed on an upper side of the first substrate layer, which faces or faces a lower side of the second substrate layer on which the second conductor track is formed.
  • the spacer element may be formed between the first conductor track and the second conductor track and / or between the first substrate layer and the second substrate layer.
  • the first substrate layer and the second substrate layer are preferably arranged parallel to one another.
  • the first trace and the second trace can thus be between the first Substrate layer and the second substrate layer may be arranged in two different planes, which are spatially and electrically separated in the open switch position by the spacer formed in the overlap region between the first conductor track and the second conductor track.
  • the distance between the interconnects can be overcome so that the second interconnect contacts the first interconnect and the switch goes to the closed switch position.
  • first conductor element and the second conductor element can be formed on different substrate layers during manufacture, so that they can already be manufactured in the manufacturing process with the corresponding electrical components, i. the electrical load or the electrical voltage source, can be firmly connected.
  • the first trace and the second trace can then be overlapped with each other in the overlap region, in which the spacer is formed, forming a pressure switch for reversible switching.
  • the switching element may comprise at least a portion of the first substrate layer with the first conductor formed thereon and at least a portion of the second substrate layer with the second conductor formed thereon in the overlap region of the first conductor and the second conductor and the spacer formed between the first conductor and the second conductor include.
  • the switching group according to the invention makes it possible, in particular, to manufacture all the components of an electrochromic or electroluminescent display, that is to say in particular the display element, the printed conductors, the battery and the switch, in a single operation which already all necessary contacts are made. This eliminates the costly downstream step of a secure electrical contacting of the display element with the switch and / or the battery.
  • the invention therefore makes it possible to produce display elements faster, cheaper and with low error rate or high accuracy.
  • the spacer element rests on the first conductor track and / or on the second conductor track.
  • the spacer element can rest completely on the first conductor track and / or completely on the second conductor track.
  • the first conductor track and the second conductor track overlap exclusively in the region of the spacer element. In this way, an accidental short circuit of the switching element is effectively avoided.
  • the spacer element may in particular be an electrically insulating and / or dielectric spacer element.
  • the spacer element is a ring element, in particular a circular ring element.
  • a ring element in the sense of the invention may in particular be a simply connected body, which leaves open an opening in its interior, through which the contact between the second and the first conductor track takes place when the pressure force is exerted.
  • the spacer element may also comprise a plurality of spatially separated spacers.
  • the spacer element comprises stamped or printed plastic.
  • the spacer element may in particular be designed such that the switching element returns when the pressure force is withdrawn into the open switch position. This allows the switch to be reversibly opened and closed.
  • first substrate layer and / or the second substrate layer may comprise a shape memory material, in particular a shape memory polymer, at least in the overlap region of the second conductor track with the first conductor track.
  • the switching group comprises a locking element for locking the switching element in the closed switch position. This embodiment is advantageous if the switching element is to be used only for a single or initial activation of the electrical load, the electrical load should remain activated after the withdrawal of the pressure force and a reversible switching is not required or not desirable.
  • the locking element may comprise an adhesive element, for example an adhesive.
  • the adhesive may, for example, be arranged between the first substrate layer and the second substrate layer in the overlapping region of the conductor tracks in order to permanently keep the first conductor track and the second conductor track in contact even after the pressure force has been removed.
  • the first interconnect is connected via a second switching element to the electrical load, wherein the second switching element is preferably a switching element according to the invention with one or all of the aforementioned features.
  • the second interconnect may be connected to the electrical voltage source via a third switching element, wherein the third switching element is preferably a switching element according to the invention with one or all of the aforementioned features.
  • the second switching element or the third switching element may, in particular, comprise a spacing element which, in an open switch position, spatially and electrically separates the first printed conductor or the second printed conductor from a further printed conductor.
  • the spacer element can be designed such that the second switching element or third switching element passes by exerting a compressive force on the first substrate layer and / or second substrate layer in a closed switch position in which the previously separated interconnects touch each other.
  • the spacer element can rest on the corresponding conductor tracks, in particular rest completely on them.
  • the spacer element is a ring element, in particular a circular ring element.
  • the spacer element may also comprise a plurality of spatially separated spacers.
  • the spacer element comprises stamped or printed plastic.
  • the spacer element may in particular be designed such that the switching element returns when the pressure force is withdrawn into the open switch position. This allows the switch to be reversibly opened and closed.
  • the first substrate layer and / or the second substrate layer may comprise a shape memory material, in particular a shape memory polymer, at least in the overlapping region of the conductor tracks.
  • the second and / or third switching element also comprises a locking element for locking the second or third switching element in the closed switch position.
  • This embodiment is advantageous if the switching element is to be used only for a single or initial activation of the electrical load, the electrical load should remain activated after the withdrawal of the pressure force and a reversible switching is not required or not desirable.
  • the locking element may comprise an adhesive element, for example an adhesive.
  • the adhesive may, for example, be arranged between the first substrate layer and the second substrate layer in the overlapping region of the conductor tracks in order to permanently keep the first conductor track and the second conductor track in contact even after the pressure force has been removed.
  • a plurality of switching elements are connected in parallel on the first substrate layer and / or on the second substrate layer. In this way, OR circuits can be formed.
  • the switching group may include a third conductor formed on the first substrate layer and electrically connecting the electrical load to the voltage source.
  • the third conductor can then close the circuit between the electrical load and the electrical voltage source in cooperation with the first and the second conductor.
  • the first substrate layer and / or the second substrate layer may comprise a polycarbonate and / or paper.
  • a polycarbonate and / or paper For example, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN) and polypropylene (PP) as well as paper, paperboard or board and their composite materials are particularly suitable as the substrate layer. These materials are flexible, lightweight and easy to print and therefore very suitable for the switching group according to the invention.
  • the first substrate layer and / or the second substrate layer may each be formed from a plurality of sub-layers, which are arranged on one another and / or next to each other. In addition to the aforementioned materials, the sublayers may also include barrier layers of aluminum, silica, ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVOH), and / or polyvinylidene chloride (PVDC).
  • the first substrate layer and the second substrate layer may be portions of a contiguous folded substrate layer.
  • the components of the switching group can then all be formed in one operation on the substrate layer.
  • the first conductor and the second Conductor be brought by folding the substrate layer along a predetermined fold line reliably, quickly and accurately in overlap.
  • the first printed conductor and / or the second printed conductor and / or the third printed conductor may comprise carbon and / or silver and / or copper.
  • Such printed conductors can be formed quickly and reliably in the printing process, in particular in the screen printing process.
  • Other printable materials are conductive polymers, for example, poly-3,4-ethylenedioxy-thiophene (PEDOT: PSS).
  • the interconnects can also be produced on the first substrate layer and / or the second substrate layer on the basis of evaporated indium-tin oxide (ITO) with subsequent structuring by masking or lasing.
  • ITO evaporated indium-tin oxide
  • the electrical load comprises an electrical display element, preferably an electrochromic display or an electroluminescent display or an organic light-emitting diode (OLED).
  • the electrical load may also include a light emitting diode, an audiovisual element or a sensor.
  • the electrical voltage source comprises an electrochemical voltage source, preferably a printed battery.
  • the electrical load is at least partially formed on the first substrate layer.
  • the electrical voltage source can also be formed at least partially on the second substrate layer. This configuration allows the formation of a compact electrochromic display in which all components can be manufactured in one operation.
  • the electrical voltage source comprises a first component having a first electrode, which is formed on the first substrate layer, and a second component having a second electrode formed on the second substrate layer.
  • Such an electrical voltage source can be activated by connecting the first substrate layer to the second substrate layer in such a way that the first component electrically contacts the second component, in particular the first electrode makes contact with the second electrode via an electrolyte layer.
  • the switching group comprises a plurality of electrical voltage sources, which are formed on the first substrate layer and / or on the second substrate layer.
  • the plurality of electrical voltage sources may be interconnected via interconnects, in particular be connected in series.
  • This embodiment makes it possible to achieve higher operating voltages by connecting several voltage sources in series.
  • the switching group comprises at least three voltage sources, wherein two voltage sources, in particular two adjacent voltage sources, are interconnected by a conductor track, wherein a first subset of the conductor tracks which interconnect voltage sources is formed on the first substrate layer and a second subset of the conductor tracks, which connect voltage sources together, is formed on the second substrate layer.
  • the electrical voltage source comprises a pickup, which is formed on the second substrate layer and is connected to the second conductor track, and a sealing element, wherein the sealing element is formed around the pickup on the second substrate layer.
  • the invention also relates to a method of forming a switching group comprising the steps of forming a first trace and an electrical load on a first substrate layer, forming a second trace and at least a portion of an electrical voltage source on a second substrate layer, depositing a spacer to the first interconnect and / or second interconnect, as well as connecting at least a portion of the second substrate layer to at least a portion of the first substrate layer such that the second interconnect at least partially overlaps the first interconnect in the region of the spacer element.
  • connecting the second substrate layer to the first substrate layer comprises forming a switching element, in particular a pressure contact switch in the overlapping region of the second printed conductor with the first printed conductor.
  • only part of the area of the second substrate layer is connected to only a part of the area of the first substrate layer by overlapping the corresponding conductor tracks.
  • the first substrate layer and / or the second substrate layer can each also be formed as a composite of a plurality of sublayers arranged on top of one another.
  • the partial bonding of the second substrate layer to the first substrate layer may then also relate to individual ones of these partial layers.
  • the first printed conductor and / or the electrical consumer are preferably printed on the first substrate layer.
  • the second conductor track and / or the electrical voltage source can be printed on the second substrate layer.
  • the spacer element is printed on the first conductor track and / or second conductor track.
  • the printing may each preferably comprise screen printing.
  • the printing can also be carried out in flexographic printing, offset printing, gravure printing or inkjet printing.
  • the printed conductors can also be embossed, in particular cold-embossed.
  • the method additionally comprises the step of bonding and / or welding the second substrate layer to the first substrate layer.
  • a first component of the electrical voltage source which comprises a first electrode
  • a second component of the electrical voltage source which comprises a second electrode
  • the second component of the electrical voltage source is preferably electrically connected to the second conductor track.
  • the second substrate layer can be connected to the first substrate layer in such a way that the second component is at least partially connected to the first component in FIG is brought electrical contact to activate in this way the electrical voltage source.
  • the electrical voltage source may be an electrochemical voltage source which is activated by bringing the second component into contact with the first component.
  • the method additionally comprises forming, preferably printing, a third conductor track on the first substrate layer, and electrically connecting the first component of the voltage source to the third conductor track at a first end of the third conductor track and electrically connecting the consumer to the third Conductor at a first end opposite the second end of the third conductor track.
  • the first substrate layer and the second substrate layer are portions of a continuous substrate layer, wherein the step of bonding comprises at least partially folding the second portion of the substrate layer over the first portion of the substrate layer.
  • the at least partial folding may include folding a portion of the second portion of the substrate layer over a portion of the first portion of the substrate layer.
  • the partial folding may also relate to a folding of a partial layer of the second partial region of the substrate layer over the first partial region of the substrate layer, if, for example, the second substrate layer comprises a plurality of superimposed partial layers.
  • the second substrate layer may comprise a PET-Al-PP composite, wherein the aluminum layer is used as a barrier for the battery.
  • the PP partial layer can be folded over the second partial area of the substrate layer.
  • a first part of the electrical load is formed on the first substrate layer and a second part of the electrical load is formed on the second substrate layer, wherein the step of connecting comprises connecting the first part of the electrical load to the second one of the electrical load.
  • connecting the first part of the electrical load to the second part of the electrical load comprises at least partially folding the second portion of the substrate layer over the first portion of the substrate layer.
  • the electrical load can be formed in two parts, wherein the circuit can be closed by assembling the two parts of the electrical load, preferably by folding the substrate layer.
  • forming at least a portion of the electrical voltage source on the second substrate layer comprises the step of sealing a capacitor of the electrical voltage source connected to the second conductor track to the second substrate layer.
  • the sealing preferably takes place around the customer.
  • the part of the electrical voltage source on the first substrate layer can be sealed accordingly.
  • the method according to the invention comprises the steps of forming at least one electrical voltage source on the first and / or second substrate layer, forming a plurality of electrical consumers on the first and / or second substrate layer, forming a plurality of interconnects on the first and / or second substrate layer, wherein the interconnects electrically connect the respective electrical loads with the electrical voltage source, and the step of selectively severing individual predetermined interconnects.
  • This embodiment enables the simple and cost-effective formation of electrochromic displays with a plurality of display elements, which are each supplied via their own interconnects of the electrical voltage source.
  • the display elements may be segments of a composite display, for example segments of a 7-segment display, as widely used to represent numbers and letters in electrochromic or electroluminescent displays.
  • the inventive method makes it possible to produce such display elements first in one step and therefore with little effort in a configuration in which all segments are activated.
  • a standardized method can be used. For example, in the example of the 7-segment display, all segments may be activated after this step.
  • the adaptation of the display to the logo to be displayed or an image to be displayed can then take place in a subsequent production step, which may be spatially and / or temporally separated from the printing of the display and the circuit configuration, in which individual interconnects are selectively separated, thereby Disable individual segments of the 7-segment display.
  • This method is particularly suitable for mass production of electrochromic and electroluminescent display elements. This is an independent aspect of the invention.
  • the invention therefore also relates to a method of forming a circuit configuration comprising the steps of forming at least one electrical voltage source on a substrate layer, in particular a flexible substrate layer, forming a plurality of electrical loads on the substrate layer, forming a plurality of conductor tracks that house the respective electrical loads connect to the electrical voltage source, and the selective separation of individual predetermined tracks.
  • the separation of individual predetermined tracks can be done for example by means of switching elements, in particular by means of the pressure contact switch according to the invention.
  • the cutting of the conductor tracks by means of a laser, in particular by means of a solid-state laser, preferably by means of a YAG laser.
  • suitable solid-state lasers in particular the use of YAG lasers, in conjunction with suitable substrate materials, it can be achieved that the laser acts only on the printed conductor tracks, while the substrate material is not damaged. The encapsulation of the entire display unit is therefore retained even in the structuring.
  • a structuring of the display by means of a laser can be carried out quickly, inexpensively and nevertheless with great accuracy. It is therefore suitable for mass production of electrochromic or electroluminescent displays in a special way.
  • the plurality of electrical consumers form individual components of an electrical display element, in particular an electrochromic display or an electroluminescent display.
  • the electrical voltage source and / or the electrical loads and / or the printed conductors are printed on the substrate layer.
  • the printing preferably comprises screen printing. Description of preferred embodiments
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a switching group printed on a substrate according to an embodiment of the invention in an intermediate step before the folding of the substrate;
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the switching group according to the invention of FIG. 1 after folding
  • Fig. 3 shows a schematic cross section of the switching group according to the invention of Fig. 2;
  • Fig. 5a is a schematic plan view of a circuit configuration according to an embodiment of the invention, in which a plurality of electrical display elements are assembled into a display;
  • Fig. 5b shows the circuit configuration of Fig. 5a after the selective separation of individual traces
  • Fig. 6 schematically shows the structure of a printed battery element according to a
  • Embodiment of the invention shows
  • Fig. 7a shows a schematic plan view of a switching group according to the invention according to a further embodiment of the invention.
  • Fig. 7b is a schematic plan view of a switching group with an AND circuit and two
  • Fig. 8 shows a schematic plan view of a part of a switching group according to the invention with a series connection of three battery elements, wherein partial image 8a the electrical interconnect lines and part 8b shows the anode and cathode elements.
  • the switching group according to the invention with overlapping interconnects or the methods for forming such a circuit configuration are described below using the example of a printed electrochromic display.
  • the invention is not limited thereto but can be used profitably wherever the production of a circuit configuration with voltage sources and electrical consumers on a substrate, in particular a flexible substrate, is to be simplified.
  • the invention is also applicable to other types of displays, for example to electroluminescent displays or organic light-emitting diodes.
  • electrochromic displays currently have the advantage that they are better printed in air and can be better connected to tracks.
  • FIG. 1 shows a switching group 10 according to an embodiment of the invention in an intermediate step of manufacturing.
  • the finished switching group 10 is shown in FIG.
  • An electrochromic display element 16 and a first component 18a of an electrochemical voltage source which contains an anode and a second component 18b are provided on a substrate 12 which is divided by an imaginary or pre-punched fold line 14 into a first partial area 12a and a second partial area 12b an electrochemical voltage source containing a cathode formed.
  • the substrate 12 may be, for example, a paper substrate or else a plastic material, in particular a polycarbonate, polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) or polypropylene (PP).
  • the substrate 12 may be formed entirely or partially of a translucent or transparent plastic material.
  • a matching window in the first subarea 12a of the substrate 12 and / or in the second subarea 12b of the substrate 12 can also be partly or completely punched out in the region of the display element 16.
  • a separation of the opaque portion of the substrate material in this area is possible.
  • the electrochromic display element 16 may be formed on the substrate 12 by screen printing.
  • Such an electrochromic display element 16 may, for example, comprise two planar transparent electrodes made of ITO (indium-tin-oxide), between which an electrochromically active material is accommodated.
  • the anode element 18a and the cathode element 18b of the electrochemical battery may also be formed on the substrate 12 by screen printing.
  • the anode element 18a may, for example using manganese dioxide (Mn0 2) - ink are formed, and on its upper side, an electrolyte layer, such as a polymeric gel or a hydrogel, include.
  • the cathode element 18b may be printed using, for example, a tin-based ink.
  • a first trace 20 extends from the electrochromic display element 16 in the first portion 12a and is in electrical contact with a terminal (not shown) of the electrochromic display element 16 at a first end 20a, while the second end 20b opposite the first end 20a is the first Conductor 20 free in the first portion 12a ends.
  • a second printed conductor 22 is formed on the second partial region 12b of the substrate 12, which is in electrical contact with a connecting element (not shown) of the cathode element 18b at a first end 22a.
  • the first end 22a opposite second end 22b of the second conductor 22 protrudes into the second portion 12b of the substrate into and ends there free.
  • the lengths of the first interconnect 20 and the second interconnect 22 are selected such that the projections of their free ends 20b and 22b overlap.
  • a third printed conductor 24 is formed in the first subregion 12a of the substrate 12, which has a first end 24a with a connecting element (not shown) of the anode element 18a and a second end 24b of the third printed conductor 24 opposite the first end 24a another connection element (not shown) is electrically connected to the electrochromic display element 16.
  • the tracks 20, 22 and 24 are each spaced apart and electrically isolated by the non-conductive substrate 12. They can be formed on the substrate 12 together with the connection elements, the display element 16 and the battery elements 18a, 18b by screen printing.
  • the printing of the conductor tracks can be done, for example, with silver-containing or copper-containing ink. Also lead-based printed circuit boards can be printed.
  • Conductor tracks can be formed with the inventive method in different dimensions on the first portion 12a and on the second portion 12b. Their length can vary from a few microns over a few centimeters to a few meters, depending on the size of the substrate and the application. Typical widths are for the trace between 20 ⁇ and 10 mm, the width can be generally selected both in consideration of the application and on the substrate 12 available space as well as in dependence on the conductivity of the material used. Typical heights of the printed conductors depend on the printing method and the number of printing passes and are usually between 0.7 ⁇ m and 30 ⁇ m. Heights / thicknesses between 5 ⁇ and 15 ⁇ are preferred. For details of the printing of printed conductors, which are well known to those skilled in the art, reference is additionally made in turn to the patent US 6,369,793 Bl.
  • the electrochromic display element 16, the anode element 18a, the first interconnect 20 and the third interconnect 24 are all formed on the first portion 12a of the substrate 12, while the cathode element 18b and the second interconnect 22 are formed on the second portion 12b of the substrate 12.
  • the arrangement of the anode element 18a and the cathode element 18b may also be reversed, i.
  • the anode element 18a may be formed on the substrate 12 instead of the cathode element 18b in the second portion 12b, and the cathode element 18b may be formed on the substrate 12 instead of the anode element 18a in the first portion 12a.
  • a spacer element 26 is formed on the substrate 12a and / or on the first conductor track 20 in the region of the free second end 20b of the first conductor track 20.
  • the spacer element 26 can be printed on the substrate 12a and / or the first printed conductor 20, in particular by means of a screen printing method.
  • the spacing element 26 can also be a separate component which, after the printing of the first printed conductor 20, is placed on the first printed conductor 20 and / or the substrate 12 and optionally fixed there by gluing.
  • the spacer element 26 may be formed or printed from a dielectric material, in particular from a plastic material.
  • the spacer element 26 is a circular ring element, which rests with its peripheral portion partially on the first conductor 20 in the region of the second end 20b and partially on the adjacent substrate surface.
  • the ring element 26 has an opening 28, which releases part of the first conductor track 20 in the region of the second end 20b of the first conductor track 20.
  • the spacer element 26 could also be formed in the same way in the region of the free second end 22b of the second conductor track 22 on the second partial area 12b and / or on the second conductor track 22.
  • the second subregion 12b of the substrate is then folded along the fold line 14 together with the cathode element 18b and the second conductor track 22 onto the first subregion 12a of the substrate 12.
  • the anode element 18a, the cathode element 18b, the first interconnect 20 and the second interconnect 22 are positioned on the substrate such that upon folding along the fold line 14, the cathode element 18b comes to lie on top of the anode element 18a and the second interconnect 22 in the region of the second end 22b of the second interconnect 22 and the second end 20b of the first interconnect 20 overlaps with the first interconnect 20.
  • the second printed conductor 22 comes to rest on the upper side of the spacer 26 in the region of the second end 22b of the second printed conductor 22 and is therefore spatially and electrically separated from the underlying first printed conductor 20 in the overlapping region by the spacer 26 ,
  • the second portion 12b of the substrate may be firmly bonded along a circumferential line to the first portion 12a of the substrate 12, for example, welded or glued along the edge.
  • FIG. 2 A schematic sectional view through the folded configuration of FIG. 2 in the region of the first printed conductor 20 and the second printed conductor 22 is shown in FIG.
  • the first portion 12a of the substrate 12 and the second portion 12b of the substrate 12 lie approximately parallel to each other after folding and form an intermediate region in which the electrochromic display element 16, the anode element 18a and the cathode element 18b and the first conductor 20 and the second conductor 22 are included.
  • the first conductor 20 is formed on the first portion 12 a of the substrate 12 and therefore lies below the fold on the second portion 12 b of the substrate 12 after folding formed second conductor 22.
  • the first conductor 20 is separated in the overlap region of the second conductor 22 by the spacer element 26.
  • the height of the spacer element 26 or the distance between the first conductor track 20 and the second conductor track 22 in the overlapping region can generally be 20 to 1000 ⁇ m, preferably 100 to 600 ⁇ m.
  • the cathode element 18b is brought into contact with the anode element 18a via an electrolyte region (not shown) formed on the upper side of the anode element 18a. As described in more detail in US Pat. No. 6,369,793 B1, this activates the electrochemical voltage source.
  • the circuit to the electrochromic display element 16 is not yet closed in the configuration shown in Figure 3, because the second conductor 22 is separated from the first conductor 20 in the region of the spacer 26 through the opening or the gap 28.
  • the circuit can be closed by, by exerting a compressive force on the first portion 12a and / or the second portion 12b in the region of the spacer 26 along the arrows shown in Figure 3, the gap 28 is overcome and the second conductor 22 with the first conductor 20th brought into spatial and electrical contact.
  • the contacting establishes a closed circuit from the cathode element 18b via the second trace 22 and the first trace 20 to the electrochromic indicating element 16 and back across the third trace 24 to the anode element 18a of the electrochemical voltage source.
  • the first subregion 12a and the second subregion 12b of the substrate 12 with the first conductive trace 20 and the second conductive trace 22 move back into those in the figure due to a restoring force exerted by the first substrate layer 12a and / or the second substrate layer 12b 3 illustrated initial position, so that the circuit is interrupted again.
  • the display element 16 can be reversibly activated and deactivated.
  • a switching element is formed as a pressure contact switch 30 in the region of the overlapping strip conductors in this way, which comprises a subregion of the first substrate layer 12a and the first interconnect 20 as well as a subregion of the second substrate layer 12b and the second interconnect 22 in the region of the overlap as well as the spacer element 26.
  • a locking element may also be provided in order to lock the first printed conductor 20 and the second printed conductor 22 after the first exertion of the pressure force in the closed switch position of the switch 30.
  • the locking can take place with the aid of an adhesive which is applied, in particular printed, in the area of the spacer element 26 or in the vicinity of the overlapping area to the first partial area 12a and / or the second partial area 12b of the substrate 12, and the first partial area 12a of the substrate and fixed the second portion 12b of the substrate in the closed switch position.
  • An advantage of the circuit configuration of the invention over the prior art is that the electrochromic display element 16, the tracks 20, 22, 24, the battery elements 18a and 18b and the spacer 26 in the deployed configuration of Figure 1 can all be fabricated in one operation .
  • the electrochemical voltage source is then activated by folding along the folding line 14, wherein the pressure switch 30 is formed in its open switch position simultaneously by overlapping the second conductor track 22 with the first conductor track 20 in the region of the spacer element 26.
  • FIG. 4 shows only the tracks and switches; the electrical voltage source and the electrical consumers are not shown in Figure 4 for reasons of clarity.
  • Formed in the first subregion 12a of the substrate 12 is the first printed conductor 20, which partially overlaps with a second printed conductor 22, which is formed on the second subregion 12b of the substrate, and is separated from the second printed conductor 22 in the overlapping region by the spacer element 26, such as previously described with reference to Figures 1 and 3.
  • the spacer element 26 such as previously described with reference to Figures 1 and 3.
  • the second printed conductor 22 is not connected to a battery element at its first end 22a, but terminates freely on the second partial region 12b of the substrate 12 and overlaps in this region with a fourth printed conductor 32 which in turn on the first portion 12a of the substrate 12, but separated from the first conductor 20, is formed.
  • a second spacer element 26 ' is formed, which corresponds in its construction and its construction to the spacer element 26 completely and leaves a gap 28' between the second conductor track 22 and the fourth conductor track 32, through which the second conductor 22 is spatially and electrically separated from the fourth conductor 30.
  • a second switching element 30 ' is formed, which corresponds in its construction and its function to the first switching element 30.
  • Closing the circuit now requires the closing of both switching elements 30, 30 ', ie the exertion of a compressive force at two points, namely in the area indicated by the first pair of arrows of the first spacer 26 and simultaneously in the direction indicated by the second pair of arrows area of the second spacer element 26 '.
  • an AND circuit can be implemented.
  • an OR circuit can be formed by connecting two switching elements 30, 30 'in parallel.
  • a display unit may comprise a multiplicity of display elements, which in each case may be connected to individual voltage sources via printed conductors and, if appropriate, additionally via respective associated switching elements and which form the components of a composite display.
  • FIG. 5a shows an example in which seven separate electrochromic display elements 34a to 34g together form a 7-segment display.
  • the electrochromic display elements 34a to 34g are formed on the flexible substrate 12 and connected via respective separate conductor tracks 36a to 36g with corresponding electrochemical voltage sources 38a to 38g.
  • the electrochromic display elements 34a to 34g, printed conductors 36a to 36g and the electrochemical voltage sources 38a to 38g may be formed on the substrate 12 by printing, preferably by screen printing followed by folding in order to activate the process described above with reference to Figs Battery.
  • switching elements 30, 30 'according to the invention can be formed, as described above with reference to FIGS. 1 to 4. They are not shown in the illustration of Figure 5a for reasons of clarity.
  • a global switch for common connection of all printed conductors 36a to 36g to the common voltage source may also be formed.
  • This embodiment is particularly advantageous if a subsequent structuring step is followed by the printing of the electrical components and the folding of the substrate or the activation of the battery / batteries only with some time delay and premature exhaustion of the battery is to be prevented.
  • the formation of the 7-segment display of Figure 5a can be such that after completion of the display element or after the activation of the electrochemical voltage sources 38a to 38g first all electrochromic display elements 34a to 34g activated, that are supplied with power or via the switching elements or the global switch can be activated. This condition is shown in FIG. 5a.
  • the electrochromic display elements 34a to 34g will then show the figure 8 in general. In general, a plurality of numbers and / or patterns and / or letters may be displayed on the substrate 12, optionally with additional 7-segment displays.
  • the display unit may be patterned by means of a laser to selectively deactivate individual ones of the electrochromic display elements 34a to 34g and to display a desired pattern or configuration with the remaining display elements.
  • a laser For structuring, with the aid of the laser, individual ones of the connections between the display elements 34a to 34g and the associated electrochemical voltage sources 38a to 38g are separated.
  • the laser can either cut through the layers of the display or the corresponding tracks 36a to 36g.
  • a suitable laser in particular a YAG laser (yttrium aluminum garnet laser) it can be achieved that the laser structures only the corresponding printed layers, but not the substrate material 12.
  • YAG laser beams generally do not interact with transparent materials, such as PET film, PP film or PE film, but are absorbed by black or metallic conductor layers. The printed conductors are therefore severed, while the overlying transparent film remains undamaged.
  • transparent materials such as PET film, PP film or PE film
  • black or metallic conductor layers are therefore severed, while the overlying transparent film remains undamaged.
  • suitable films are described in the utility model DE 200 17 501 Ul in more detail. The structuring of the display element can be done in this way without surface damage, and the encapsulation of the entire display unit is maintained.
  • Selective separation of individual printed conductors can also be carried out using a C0 2 laser or by punching.
  • a C0 2 laser or by punching.
  • the foregoing with reference to the YAG laser described material selection does not exist here.
  • the penetration depth can be controlled, so that selectively only individual layers of a composite can be severed.
  • the separation of individual printed conductors 36a to 36g can also take place by using a laser or by punching using electrical switching elements which connect the corresponding display elements 34a to 34g to the electrochemical voltage sources 38a to 38g.
  • the first interconnect 36a and the second interconnect 36b are interrupted by way of example with the aid of a YAG laser or switch, so that the associated display elements 34a and 34b are deactivated.
  • the 7-segment display then represents the number 6 instead of the number 8 shown in Figure 5a as the initial configuration.
  • Fig. 6 shows schematically in an exploded view the structure of a built-up of two sub-elements 18a and 18b printed battery element 18, as can be used in embodiments of the present invention.
  • the anode element 18a comprises a first pickup 40a formed on the first portion 12a of the substrate 12 and comprising a printed metal layer connected to the third line 24.
  • the anode element 18a further comprises an anode layer 42a which is formed on the first pickup 40a and is in electrical contact therewith.
  • the anode layer 42a may be, for example, a layer of manganese dioxide (Mn0 2 ) ink deposited on the pickup 40a.
  • the anode element 18a comprises an electrolyte layer 44, for example a nonwoven soaked in saline solution, which is in electrical contact with the anode layer 42a.
  • the electrolyte layer 44 may be assigned to both the anode group 18a and the cathode group 18b.
  • the cathode element 18 b has a corresponding structure and comprises a metallic second pickup 40 b printed on the second subregion 12 b of the substrate 12, which is electrically connected to the second printed conductor 22. Underneath the second pickup 40b and in electrical contact therewith is the cathode layer 42b, for example a printed tin or aluminum layer.
  • the anode element 18a and / or the cathode element 18b each comprise sealing layers 46a and 46b, which are formed around the first pickup 40a or around the second pickup 40b and the first pickup 40a and the second pickup 40b, respectively, directly to the corresponding substrate 12a , 12b seal.
  • Such sealing ensures that the electrolyte layer 44 only comes into contact with the anode layer 42a or the cathode layer 42b, but not with the consumers 40a, 40b.
  • the seal layers 46a, 46b can be formed by fusing sealable films under pressure and heat. The resulting composite is moisture and air impermeable.
  • a chamber is formed which is protected from external influences and into which the electrode layers 42a, 42b and the electrolyte layer 44 are accommodated.
  • the inventors were able to achieve good sealing results with stretched / oriented polypropylene films (OPP films) at 90 ° Celsius, polyethylene composite films at 115 ° Celsius and composite aluminum films at 190 ° Celsius.
  • the sealing pressure amounted to l, 8kp / cm 2 and the contact duration about one second.
  • the electrolyte layer 44 may also be added as a last step in forming the battery element 18 before the module is sealed. An advantage of this embodiment is that the electrolyte layer 44 is not thermally stressed by subsequent drying processes.
  • FIG. 7 a shows a switching group 10 according to a further embodiment of the invention, which is very similar to the switching group described in FIGS. 1 to 3.
  • the switching group 10 of FIG. 7a differs from the switching group shown in FIGS. 1 to 3 on the one hand in that not the battery element 18, but the display element 16 is formed in two parts.
  • the fold line 14 extends transversely instead of longitudinally to the conductor tracks. Incidentally, reference is made to the description of FIGS. 1 to 3.
  • a first subelement 16a of the display element 16 is formed on the first subregion 12a of the substrate 12 and connected to the battery element 18, which is integrally formed on the first subregion 12a of the substrate 12, via the third conductive trace 24 on the first subregion 12a of the substrate 12 ,
  • the battery element 18 is further connected to a spacer element 26 via a second conductor track 22, which is likewise formed on the first subregion 12a of the substrate 12.
  • a second subelement 16b of the display element 16 is formed on the second subregion 12b of the substrate 12 and connected to a first conductive trace 20 so that the second subelement 16b of the indicator element 16 extends along the fold line 14 when the second subregion 12b is folded over the first subregion 12a overlaps with the first sub-element 16a of the display element 16 and the first conductor track 20 overlaps in the region of the spacer element 26 with the end of the second conductor track 22.
  • the electrochromic display element is formed and at the same time the first conductor track 20 is at least partially aligned with the second conductor track 22.
  • FIG. 7b shows a switching group 10 according to a further embodiment of the invention, which differs from the switching group of FIG. 7a in that both the electrochromic display element 16 and the battery element 18 are formed in two parts and the substrate 12 into three subregions 12a, 12b , 12c is divided.
  • the first partial region 12a of the substrate 12 comprises a first partial element 16a of the display element 16 and an anode element 18a of the battery element 18.
  • the first partial element 16a of the display element 16 is connected to a spacer element 26 'via a fifth printed conductor 48 formed on the first partial region 12a of the substrate 12. connected while the anode member 18a of the battery element 18 is connected via the second conductor 22 on the first portion 12ade of substrate 12 with the spacer 26.
  • the second partial region 12b of the substrate 12 comprises the second partial element 16b of the display element 16, which is connected to a first conductive path 20 formed on the second partial region 12b of the substrate 12.
  • the third subregion 12c of the substrate 12 comprises the cathode element 18b of the battery element 18, which is connected to a sixth conductive trace 50 formed on the third subregion 12c of the substrate 12.
  • the end of the first conductor 20 is aligned with the end of the second conductor 22 and is separated from it by the spacer 26 spatially and electrically. Accordingly, by folding the third portion 12c of the substrate 12 over the first portion 12a of the substrate 12 along the fold line 14 ', the cathode member 18b of the battery member 18 is registered with and connected to the anode member 18a of the battery member 18. At the same time, the end of the sixth printed conductor 50 is flush with the end of the fifth printed conductor 48 and is spatially and electrically separated from it by spacer element 26 '.
  • FIG. 8 shows a series connection of three battery elements 18, 18 ', 18 ", as it can be used in the context of all the embodiments described above, in order to achieve higher voltage values.
  • connecting conductor tracks 52, 52 'for connection between the (later printed) battery elements 18, 18', 18 "and supply conductor tracks are formed on the first partial area 12a of the substrate 12 or on the second partial area 12b of the substrate 12 Also, in this step, at the predetermined positions on the first portion 12a and the second portion 12b of the substrate 12, to which the battery elements 18, 18 are printed ', 18 "are provided, electrical pickup 40 together with the connecting lines 52, 52' and the supply conductor tracks 54, 54 'printed.
  • the anode elements 18'a and 18''a are similarly connected by the interconnect trace 52 formed on the first portion 12a of the substrate 12.
  • the anode element 18a and the cathode element 18''b are via the supply trace 54 and 54 ', respectively are formed on the first portion 12a of the substrate 12 and on the second portion 12b of the substrate 12, respectively, connected to the electrical load (not shown in Fig. 8).
  • the cathode members 18b, 18'b, 18 "b are aligned with the anode members 18a, 18'a, 18" a, and the circuit can be closed.
  • the inventors have obtained in experiments with a series circuit of three battery elements 18, 18 ', 18 ", the anode element respectively manganese dioxide (Mn0 2 ) and the cathode element each aluminum foil, stable voltages in the range of 2.3 V.

Abstract

The invention relates to a switching element that is designed such that a first conductor path, which is formed on a first substrate layer and which is connected to an electric load, overlaps with a second conductor path in the region of a spacer element, said second conductor path being formed on a second substrate layer and being connected to an electric voltage source. Said design allows switchable flexible displays to be produce at a low cost and with a high degree of precision. In particular, the switching element according to the invention does not require a subsequent electric contact, but rather can be completed in one pass. The invention also relates to methods for designing such a switching element and for designing corresponding circuit configurations.

Description

Schaltelemente mit überlappenden Leiterbahnen und Verfahren zum Ausbilden einer  Switching elements with overlapping strip conductors and method for forming a
Schaltungskonfiguration  circuit configuration
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf druckbare Schaltungskonfigurationen, insbesondere für elektrochrome Displays, LEDs oder andere Lichtquellen, sowie Verfahren zum Ausbilden solcher Schaltungskonfigurationen. The invention relates to printable circuit configurations, in particular for electrochromic displays, LEDs or other light sources, as well as methods for forming such circuit configurations.
Hintergrund und Stand der Technik Background and state of the art
In vielen Anwendungen, beispielsweise für Kinderspielzeug und Gesellschaftsspiele ebenso wie für Grußkarten oder für Magazine, besteht der Bedarf nach einem flexiblen, dünnen elektronischen Anzeigeelement, welches preisgünstig in großer Zahl hergestellt werden kann und auf Knopfdruck aktiviert werden kann, um eine Schrift, ein Bild oder einen Bewegungsablauf darzustellen. Im Stand der Technik sind zu diesem Zweck elektrochrome Displays und elektrolumineszente Displays entwickelt worden, deren Komponenten einschließlich des Anzeigeelements, einer elektrochemischen Batterie zur Spannungsversorgung und der Leiterbahnen und Schaltelemente sämtlich in einem Druckverfahren, beispielsweise einem Siebdruckverfahren, ausgebildet werden können. Solche Displays und Herstellungsverfahren sind beispielsweise in der Patentschrift US 6,369,793 Bl beschrieben. Dabei werden ein Anodenelement der Batterie, das elektrochrome Anzeigeelement und eine das Anodenelement und das Anzeigeelement verbindende erste Leiterbahn auf einen ersten Teilbereich eines flexiblen Kunststoffsubstrats gedruckt. Ein Kathodenelement der Batterie und eine zweite Leiterbahn werden auf einen zweiten Teilbereich des Substrats gedruckt. Die Anode ist nach dem Drucken zunächst noch von der Kathode getrennt, so dass keine Elektrolytreaktion stattfindet und die Batterie inaktiv ist. Durch Falten des Substrats entlang einer vorbestimmten Faltlinie kann das Kathodenelement in einem nachfolgenden Schritt mit dem Anodenelement über eine auf die Anode gedruckte Elektrolytschicht in Kontakt gebracht werden, so dass die Batterie aktiviert wird. Durch Kontaktieren der zweiten Leiterbahn mit dem Anzeigeelement kann dann der Stromkreis geschlossen und das Anzeigeelement aktiviert werden. In der ersten Leiterbahn oder zweiten Leiterbahn können zusätzlich Unterbrechungen vorgesehen sein, die über Druckkontaktschalter, welche gleichfalls auf dem ersten bzw. zweiten Substrat aufgedruckt werden können, geschlossen werden können. Dies ermöglicht ein reversibles Aktivieren des elektrochromen Displays. In many applications, such as for children's toys and parlor games as well as greeting cards or magazines, there is a need for a flexible, thin electronic display element that can be inexpensively manufactured in large numbers and activated at the touch of a button to a font, a picture or to represent a sequence of movements. In the prior art, electrochromic displays and electroluminescent displays have been developed for this purpose, the components of which including the display element, an electrochemical battery for power supply and the printed conductors and switching elements can all be formed in a printing process, for example a screen printing process. Such displays and manufacturing methods are described for example in the patent US 6,369,793 Bl. In this case, an anode element of the battery, the electrochromic display element and a first conductor path connecting the anode element and the display element to a first portion of a flexible plastic substrate printed. A cathode element of the battery and a second trace are printed on a second portion of the substrate. The anode is initially separated from the cathode after printing, so that no electrolyte reaction takes place and the battery is inactive. By folding the substrate along a predetermined fold line, the cathode element may be contacted in a subsequent step with the anode element via an electrolyte layer printed on the anode so that the battery is activated. By contacting the second trace with the display element, the circuit can then be closed and the display element activated. In addition, interruptions may be provided in the first printed conductor or second printed conductor which can be closed via pressure contact switches, which can likewise be printed on the first or second substrate. This allows a reversible activation of the electrochromic display.
Der Einsatz flexibler Substrate und der Siebdrucktechnologie, wie sie in der US '793 beschrieben sind, ermöglichen eine Fertigung dünner elektrochromer Displays für eine große Vielzahl von Anwendungen und zu verhältnismäßig geringen Kosten. Nachteilig am Stand der Technik ist jedoch der zusätzliche Kontaktierungsschritt, welcher nach dem Falten des zweiten Teilbereichs des Substrats über den ersten Teilbereich des Substrats erforderlich ist, um die zweite Leiterbahn mit dem Anzeigeelement zu verbinden. Dieser Kontaktierungsschritt erhöht die Fertigungszeiten und ist in der Praxis auch fehlerbehaftet. Eine zuverlässige Kontaktierung erfordert einen großen Herstellungsaufwand, wodurch sich die Fertigungszeiten und Fertigungskosten signifikant erhöhen. Das Ausbilden der Schaltelemente erhöht den Produktionsaufwand zusätzlich. The use of flexible substrates and screen printing technology, as described in US '793, allow fabrication of thin electrochromic displays for a wide variety of applications and at a relatively low cost. A disadvantage of the prior art, however, is the additional contacting step, which is required after the folding of the second portion of the substrate over the first portion of the substrate to connect the second conductor to the display element. This contacting step increases the production times and is in practice also faulty. Reliable contacting requires a large production effort, which significantly increases the production times and production costs. The formation of the switching elements increases the production cost in addition.
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, Schaltelemente und zugehörige Schaltungskonfigurationen sowie Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, die eine schnelle, kostengünstige und zuverlässige Fertigung elektrochromer oder ähnlicher Anzeigeelemente ermöglichen. Überblick über die Erfindung The object of the invention is therefore to provide switching elements and associated circuit configurations and methods for their production, which allow fast, cost-effective and reliable production of electrochromic or similar display elements. Overview of the invention
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltgruppe nach Anspruch 1 bzw. durch die Verfahren zum Ausbilden einer Schaltgruppe bzw. zum Ausbilden einer Schaltungskonfiguration nach den Ansprüchen 7 und 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by a switching group according to claim 1 or by the method for forming a switching group or for forming a circuit configuration according to claims 7 and 13. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Eine erfindungsgemäße Schaltgruppe umfasst eine erste Substratschicht, insbesondere eine flexible erste Substratschicht, auf welcher eine erste Leiterbahn ausgebildet ist, wobei die erste Leiterbahn mit einem elektrischen Verbraucher verbunden ist, und eine zweite Substratschicht, insbesondere eine flexible zweite Substratschicht, auf welcher eine zweite Leiterbahn ausgebildet ist, wobei die zweite Leiterbahn mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden ist und die erste Leiterbahn zumindest teilweise überlappt. Die erfindungsgemäße Schaltgruppe umfasst ferner ein Schaltelement mit einem Abstandselement, welches in einer offenen Schalterstellung des Schaltelements die zweite Leiterbahn von der ersten Leiterbahn räumlich und elektrisch trennt, wobei das Abstandselement derart ausgebildet ist, dass das Schaltelement durch Ausüben einer Druckkraft auf die erste Substratschicht und/oder die zweite Substratschicht in eine geschlossene Schalterstellung übergeht, in welcher die zweite Leiterbahn die erste Leiterbahn berührt. A switching group according to the invention comprises a first substrate layer, in particular a flexible first substrate layer on which a first printed conductor is formed, wherein the first printed conductor is connected to an electrical load, and a second substrate layer, in particular a flexible second substrate layer, on which a second printed conductor is formed is, wherein the second conductor track is connected to an electrical voltage source and at least partially overlaps the first conductor track. The switching group according to the invention further comprises a switching element with a spacing element, which spatially and electrically separates the second strip from the first strip in an open switch position of the switching element, wherein the spacing element is designed such that the switching element by applying a compressive force to the first substrate layer and / / or the second substrate layer merges into a closed switch position, in which the second conductor track contacts the first conductor track.
Die zweite Leiterbahn kann in der erfindungsgemäßen Schaltgruppe der ersten Leiterbahn zugewandt sein. Insbesondere kann die erste Leiterbahn auf einer Oberseite der ersten Substratschicht ausgebildet sein, welche einer Unterseite der zweiten Substratschicht, auf der die zweite Leiterbahn ausgebildet ist, zugewandt ist bzw. gegenüberliegt. Das Abstandselement kann zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn und/oder zwischen der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht ausgebildet sein. Die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können also zwischen der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht in zwei verschiedenen Ebenen angeordnet sein, welche in der offenen Schalterstellung durch das im Überlappungsbereich zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn ausgebildete Abstandselement räumlich und elektrisch getrennt sind. Durch Ausüben einer Druckkraft auf die erste Substratschicht und/oder zweite Substratschicht in eine Richtung normal zu den Substratoberflächen im Überlappungsbereich der zweiten Leiterbahn mit der ersten Leiterbahn kann der Abstand zwischen den Ebenen bzw. Leiterbahnen überwunden werden, so dass die zweite Leiterbahn die erste Leiterbahn berührt und der Schalter in die geschlossene Schalterstellung übergeht. The second interconnect may be facing the first interconnect in the switching group according to the invention. In particular, the first conductor track can be formed on an upper side of the first substrate layer, which faces or faces a lower side of the second substrate layer on which the second conductor track is formed. The spacer element may be formed between the first conductor track and the second conductor track and / or between the first substrate layer and the second substrate layer. The first substrate layer and the second substrate layer are preferably arranged parallel to one another. The first trace and the second trace can thus be between the first Substrate layer and the second substrate layer may be arranged in two different planes, which are spatially and electrically separated in the open switch position by the spacer formed in the overlap region between the first conductor track and the second conductor track. By exerting a compressive force on the first substrate layer and / or the second substrate layer in a direction normal to the substrate surfaces in the overlapping region of the second interconnect with the first interconnect, the distance between the interconnects can be overcome so that the second interconnect contacts the first interconnect and the switch goes to the closed switch position.
Ein Vorteil dieser Konfiguration gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass das erste Leiterelement und das zweite Leiterelement bei der Herstellung auf unterschiedlichen Substratschichten ausgebildet werden können, so dass sie bereits im Fertigungsprozess mit den entsprechenden elektrischen Komponenten, d.h. dem elektrischen Verbraucher bzw. der elektrischen Spannungsquelle, fest verbunden werden können. Durch das Verbinden der zweiten Substratschicht mit der ersten Substratschicht, beispielweise durch ein Falten des Substrats, wie es vorangehend mit Bezug auf die US '793 beschrieben wurde, können die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn dann in Überlapp gebracht werden, wobei sich im Überlappbereich, in welchem das Abstandselement ausgebildet ist, ein Druckschalter zum reversiblen Schalten ausbildet. An advantage of this configuration over the prior art is, in particular, that the first conductor element and the second conductor element can be formed on different substrate layers during manufacture, so that they can already be manufactured in the manufacturing process with the corresponding electrical components, i. the electrical load or the electrical voltage source, can be firmly connected. By bonding the second substrate layer to the first substrate layer, for example, by folding the substrate as described above with reference to US '793, the first trace and the second trace can then be overlapped with each other in the overlap region, in which the spacer is formed, forming a pressure switch for reversible switching.
Das Schaltelement kann dabei zumindest einen Teilbereich der ersten Substratschicht mit der darauf ausgebildeten ersten Leiterbahn und zumindest einen Teilbereich der zweiten Substratschicht mit der darauf ausgebildeten zweiten Leiterbahn im Überlappungsbereich der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn sowie das zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn ausgebildete Abstandselement umfassen. The switching element may comprise at least a portion of the first substrate layer with the first conductor formed thereon and at least a portion of the second substrate layer with the second conductor formed thereon in the overlap region of the first conductor and the second conductor and the spacer formed between the first conductor and the second conductor include.
Die erfindungsgemäße Schaltgruppe ermöglicht es insbesondere, alle Komponenten eines elektrochromen oder elektrolumineszenten Displays, d.h. insbesondere das Anzeigeelement, die Leiterbahnen, die Batterie und den Schalter, in einem einzigen Arbeitsgang zu fertigen, in welchem auch bereits alle notwendigen Kontaktierungen vorgenommen werden. Dadurch entfällt der aufwendige nachgelagerte Schritt einer sicheren elektrischen Kontaktierung des Anzeigeelements mit dem Schalter und/oder der Batterie. Die Erfindung ermöglicht es daher, Anzeigeelemente schneller, kostengünstiger und mit niedriger Fehlerrate bzw. hoher Genauigkeit herzustellen. The switching group according to the invention makes it possible, in particular, to manufacture all the components of an electrochromic or electroluminescent display, that is to say in particular the display element, the printed conductors, the battery and the switch, in a single operation which already all necessary contacts are made. This eliminates the costly downstream step of a secure electrical contacting of the display element with the switch and / or the battery. The invention therefore makes it possible to produce display elements faster, cheaper and with low error rate or high accuracy.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Abstandselement auf der ersten Leiterbahn und/oder auf der zweiten Leiterbahn auf. Insbesondere kann das Abstandselement vollständig auf der ersten Leiterbahn und/oder vollständig auf der zweiten Leiterbahn aufliegen. Auf diese Weise wird im Überlappungsbereich der Leiterbahnen in der offenen Schalterstellung eine zuverlässige räumliche und elektrische Trennung der Leiterbahnen erreicht, bei Ausüben einer Druckkraft auf die erste Substratschicht und/oder zweite Substratschicht jedoch ein ebenso zuverlässiges Schließen des Schalters ermöglicht. In a preferred embodiment, the spacer element rests on the first conductor track and / or on the second conductor track. In particular, the spacer element can rest completely on the first conductor track and / or completely on the second conductor track. In this way, a reliable spatial and electrical separation of the interconnects is achieved in the overlapping region of the interconnects in the open switch position, however, when exerting a compressive force on the first substrate layer and / or second substrate layer allows equally reliable closing of the switch.
Vorzugsweise überlappen die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn ausschließlich im Bereich des Abstandselements. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigter Kurzschluss des Schaltelements wirkungsvoll vermieden. Preferably, the first conductor track and the second conductor track overlap exclusively in the region of the spacer element. In this way, an accidental short circuit of the switching element is effectively avoided.
Das Abstandselement kann insbesondere ein elektrisch isolierendes und/oder dielektrisches Abstandselement sein. The spacer element may in particular be an electrically insulating and / or dielectric spacer element.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abstandselement ein Ringelement, insbesondere ein Kreisringelement. Ein Ringelement im Sinne der Erfindung kann insbesondere ein einfach zusammenhängender Körper sein, welcher in seinem Inneren eine Öffnung freilässt, durch welche hindurch bei dem Ausüben der Druckkraft die Kontaktierung zwischen der zweiten und der ersten Leiterbahn erfolgt. Das Abstandselement kann auch mehrere räumlich voneinander getrennte Abstandshalter umfassen. In a preferred embodiment, the spacer element is a ring element, in particular a circular ring element. A ring element in the sense of the invention may in particular be a simply connected body, which leaves open an opening in its interior, through which the contact between the second and the first conductor track takes place when the pressure force is exerted. The spacer element may also comprise a plurality of spatially separated spacers.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Abstandselement gestanzten oder gedruckten Kunststoff. In a preferred embodiment, the spacer element comprises stamped or printed plastic.
Das Abstandselement kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das Schaltelement beim Zurücknehmen der Druckkraft in die offene Schalterstellung zurückkehrt. Dadurch lässt sich der Schalter reversibel öffnen und schließen. The spacer element may in particular be designed such that the switching element returns when the pressure force is withdrawn into the open switch position. This allows the switch to be reversibly opened and closed.
Insbesondere können die erste Substratschicht und/oder die zweite Substratschicht zumindest im Überlappungsbereich der zweiten Leiterbahn mit der ersten Leiterbahn ein Formgedächtnis-Material, insbesondere ein Formgedächtnis-Polymer, umfassen. In particular, the first substrate layer and / or the second substrate layer may comprise a shape memory material, in particular a shape memory polymer, at least in the overlap region of the second conductor track with the first conductor track.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schaltgruppe ein Arretierelement zum Arretieren des Schaltelements in der geschlossenen Schalterstellung. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn das Schaltelement nur zum einmaligen oder erstmaligen Aktivieren des elektrischen Verbrauchers eingesetzt werden soll, der elektrische Verbraucher nach dem Zurücknehmen der Druckkraft aktiviert bleiben soll und ein reversibles Schalten nicht erforderlich oder nicht erwünscht ist. In a further preferred embodiment, the switching group comprises a locking element for locking the switching element in the closed switch position. This embodiment is advantageous if the switching element is to be used only for a single or initial activation of the electrical load, the electrical load should remain activated after the withdrawal of the pressure force and a reversible switching is not required or not desirable.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Arretierelement ein Klebeelement, beispielsweise einen Klebstoff, umfassen. Der Klebstoff kann beispielsweise zwischen der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht im Überlappungsbereich der Leiterbahnen angeordnet sein, um die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn auch nach dem Zurücknehmen der Druckkraft dauerhaft in Kontakt zu halten. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die erste Leiterbahn über ein zweites Schaltelement mit dem elektrischen Verbraucher verbunden, wobei das zweite Schaltelement vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Schaltelement mit einem oder allen der vorgenannten Merkmale ist. In a preferred embodiment, the locking element may comprise an adhesive element, for example an adhesive. The adhesive may, for example, be arranged between the first substrate layer and the second substrate layer in the overlapping region of the conductor tracks in order to permanently keep the first conductor track and the second conductor track in contact even after the pressure force has been removed. In one development of the invention, the first interconnect is connected via a second switching element to the electrical load, wherein the second switching element is preferably a switching element according to the invention with one or all of the aforementioned features.
Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Leiterbahn über ein drittes Schaltelement mit der elektrischen Spannungsquelle verbunden sein, wobei das dritte Schaltelement vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Schaltelement mit einem oder allen der vorangehend genannten Merkmale ist. Alternatively or additionally, the second interconnect may be connected to the electrical voltage source via a third switching element, wherein the third switching element is preferably a switching element according to the invention with one or all of the aforementioned features.
Das zweite Schaltelement bzw. das dritte Schaltelement kann insbesondere ein Abstandselement umfassen, welches in einer offenen Schalterstellung die erste Leiterbahn bzw. die zweite Leiterbahn von einer weiteren Leiterbahn räumlich und elektrisch trennt. Das Abstandselement kann derart ausgebildet sein, dass das zweite Schaltelement bzw. dritte Schaltelement durch Ausüben einer Druckkraft auf die erste Substratschicht und/oder zweite Substratschicht in eine geschlossene Schalterstellung übergeht, in welcher die zuvor getrennten Leiterbahnen einander berühren. The second switching element or the third switching element may, in particular, comprise a spacing element which, in an open switch position, spatially and electrically separates the first printed conductor or the second printed conductor from a further printed conductor. The spacer element can be designed such that the second switching element or third switching element passes by exerting a compressive force on the first substrate layer and / or second substrate layer in a closed switch position in which the previously separated interconnects touch each other.
Das Abstandselement kann auf den entsprechenden Leiterbahnen aufliegen, insbesondere vollständig auf ihnen aufliegen. The spacer element can rest on the corresponding conductor tracks, in particular rest completely on them.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Abstandselement ein Ringelement, insbesondere ein Kreisringelement. In a preferred embodiment, the spacer element is a ring element, in particular a circular ring element.
Das Abstandselement kann auch mehrere räumlich voneinander getrennte Abstandshalter umfassen. The spacer element may also comprise a plurality of spatially separated spacers.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Abstandselement gestanzten oder gedruckten Kunststoff. Das Abstandselement kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das Schaltelement beim Zurücknehmen der Druckkraft in die offene Schalterstellung zurückkehrt. Dadurch lässt sich der Schalter reversibel öffnen und schließen. In a preferred embodiment, the spacer element comprises stamped or printed plastic. The spacer element may in particular be designed such that the switching element returns when the pressure force is withdrawn into the open switch position. This allows the switch to be reversibly opened and closed.
Insbesondere können die erste Substratschicht und/oder die zweite Substratschicht zumindest im Überlappungsbereich der Leiterbahnen ein Formgedächtnis-Material, insbesondere ein Formgedächtnis-Polymer, umfassen. In particular, the first substrate layer and / or the second substrate layer may comprise a shape memory material, in particular a shape memory polymer, at least in the overlapping region of the conductor tracks.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das zweite und/oder dritte Schaltelement auch ein Arretierelement zum Arretieren des zweiten bzw. dritten Schaltelements in der geschlossenen Schalterstellung. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn das Schaltelement nur zum einmaligen oder erstmaligen Aktivieren des elektrischen Verbrauchers eingesetzt werden soll, der elektrische Verbraucher nach dem Zurücknehmen der Druckkraft aktiviert bleiben soll und ein reversibles Schalten nicht erforderlich oder nicht erwünscht ist. In a further preferred embodiment, the second and / or third switching element also comprises a locking element for locking the second or third switching element in the closed switch position. This embodiment is advantageous if the switching element is to be used only for a single or initial activation of the electrical load, the electrical load should remain activated after the withdrawal of the pressure force and a reversible switching is not required or not desirable.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Arretierelement ein Klebeelement, beispielsweise einen Klebstoff, umfassen. Der Klebstoff kann beispielsweise zwischen der ersten Substratschicht und der zweiten Substratschicht im Überlappungsbereich der Leiterbahnen angeordnet sein, um die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn auch nach dem Zurücknehmen der Druckkraft dauerhaft in Kontakt zu halten. In a preferred embodiment, the locking element may comprise an adhesive element, for example an adhesive. The adhesive may, for example, be arranged between the first substrate layer and the second substrate layer in the overlapping region of the conductor tracks in order to permanently keep the first conductor track and the second conductor track in contact even after the pressure force has been removed.
Der Einsatz mehrerer erfindungsgemäßer Schaltelemente ermöglicht beispielsweise UND- Schaltungen oder ODER-Schaltungen, wie sie für einige kombinatorische Anwendungen gewünscht sein können. The use of several inventive switching elements allows, for example, AND circuits or OR circuits, as they may be desired for some combinatorial applications.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Schaltelement und das zweite Schaltelement bzw. das Schaltelement und das dritte Schaltelement zwischen dem elektrischen Verbraucher und der elektrischen Spannungsquelle in Reihe geschaltet. Auf diese Weise lässt sich eine UND-Schaltung bereitstellen. In a preferred embodiment, the switching element and the second switching element or the switching element and the third switching element between the electrical load and the electrical power source connected in series. In this way, an AND circuit can be provided.
In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Schaltelemente auf der ersten Substratschicht und/oder auf der zweiten Substratschicht parallel geschaltet. Auf diese Weise lassen sich ODER-Schaltungen ausbilden. In a further embodiment, a plurality of switching elements are connected in parallel on the first substrate layer and / or on the second substrate layer. In this way, OR circuits can be formed.
Die Schaltgruppe kann eine dritte Leiterbahn umfassen, welche auf der ersten Substratschicht ausgebildet ist und den elektrischen Verbraucher mit der Spannungsquelle elektrisch verbindet. Die dritte Leiterbahn kann dann im Zusammenwirken mit der ersten und der zweiten Leiterbahn den Stromkreis zwischen dem elektrischen Verbraucher und der elektrischen Spannungsquelle schließen. The switching group may include a third conductor formed on the first substrate layer and electrically connecting the electrical load to the voltage source. The third conductor can then close the circuit between the electrical load and the electrical voltage source in cooperation with the first and the second conductor.
Die erste Substratschicht und/oder die zweite Substratschicht können ein Polycarbonat und/oder Papier umfassen. Als Substratschicht besonders geeignet sind beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbontat (PC), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polypropylen (PP) ebenso wie Papier, Pappe oder Karton und deren Verbundmaterialien. Diese Stoffe sind flexibel, leicht und einfach zu bedrucken und daher für die erfindungsgemäße Schaltgruppe sehr geeignet. Die erste Substratschicht und oder die zweite Substratschicht können jeweils aus mehreren Teilschichten ausgebildet sein, die aufeinander und/oder nebeneinander angeordnet sind. Neben den vorangehend genannten Materialien können die Teilschichten auch Barriereschichten aus Aluminium, Siliziumoxid, Ethylen- Vinylalkohol-Kopolymeren (EVOH) und/oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) umfassen. The first substrate layer and / or the second substrate layer may comprise a polycarbonate and / or paper. For example, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN) and polypropylene (PP) as well as paper, paperboard or board and their composite materials are particularly suitable as the substrate layer. These materials are flexible, lightweight and easy to print and therefore very suitable for the switching group according to the invention. The first substrate layer and / or the second substrate layer may each be formed from a plurality of sub-layers, which are arranged on one another and / or next to each other. In addition to the aforementioned materials, the sublayers may also include barrier layers of aluminum, silica, ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVOH), and / or polyvinylidene chloride (PVDC).
Die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht können Teilbereiche einer zusammenhängenden gefalteten bzw. faltbaren Substratschicht sein. Die Komponenten der Schaltgruppe können dann alle in einem Arbeitsgang auf der Substratschicht ausgebildet werden. Zum Herstellen des Schaltelements können dann die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn durch Falten der Substratschicht entlang einer vorbestimmten Faltlinie zuverlässig, schnell und genau in Überlapp gebracht werden. The first substrate layer and the second substrate layer may be portions of a contiguous folded substrate layer. The components of the switching group can then all be formed in one operation on the substrate layer. To produce the switching element then the first conductor and the second Conductor be brought by folding the substrate layer along a predetermined fold line reliably, quickly and accurately in overlap.
Die erste Leiterbahn und/oder die zweite Leiterbahn und/oder die dritte Leiterbahn können Kohlenstoff und/oder Silber und/oder Kupfer umfassen. Solche Leiterbahnen lassen sich im Druckverfahren, insbesondere im Siebdruckverfahren, schnell und zuverlässig ausbilden. Weitere druckbare Materialien sind leitfähige Polymere, beispielsweise Poly-3,4- Ethylendioxy-Thiophen (PEDOT:PSS). Die Leiterbahnen können auf der ersten Substratschicht und/oder der zweiten Substratschicht auch auf Basis von aufgedampftem Indiumzinnoxid (ITO) mit anschließender Strukturierung durch Abdecken oder Lasern hergestellt werden. The first printed conductor and / or the second printed conductor and / or the third printed conductor may comprise carbon and / or silver and / or copper. Such printed conductors can be formed quickly and reliably in the printing process, in particular in the screen printing process. Other printable materials are conductive polymers, for example, poly-3,4-ethylenedioxy-thiophene (PEDOT: PSS). The interconnects can also be produced on the first substrate layer and / or the second substrate layer on the basis of evaporated indium-tin oxide (ITO) with subsequent structuring by masking or lasing.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elektrische Verbraucher ein elektrisches Anzeigeelement, vorzugsweise ein elektrochromes Display oder ein elektrolumineszentes Display oder eine organische Leuchtdiode (OLED). Der elektrische Verbraucher kann auch eine Leuchtdiode, ein audiovisuelles Element oder einen Sensor umfassen. In a preferred embodiment, the electrical load comprises an electrical display element, preferably an electrochromic display or an electroluminescent display or an organic light-emitting diode (OLED). The electrical load may also include a light emitting diode, an audiovisual element or a sensor.
Die elektrische Spannungsquelle umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform eine elektrochemische Spannungsquelle, vorzugsweise eine gedruckte Batterie. In a preferred embodiment, the electrical voltage source comprises an electrochemical voltage source, preferably a printed battery.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der elektrische Verbraucher zumindest teilweise auf der ersten Substratschicht ausgebildet. Ebenso kann auch die elektrische Spannungsquelle zumindest teilweise auf der zweiten Substratschicht ausgebildet sein. Diese Konfiguration ermöglicht das Ausbilden eines kompakten elektrochromen Displays, bei welchem alle Komponenten in einem Arbeitsgang gefertigt werden können. In one development of the invention, the electrical load is at least partially formed on the first substrate layer. Likewise, the electrical voltage source can also be formed at least partially on the second substrate layer. This configuration allows the formation of a compact electrochromic display in which all components can be manufactured in one operation.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektrische Spannungsquelle eine erste Komponente mit einer ersten Elektrode, welche auf der ersten Substratschicht ausgebildet ist, und eine zweite Komponente mit einer zweiten Elektrode, welche auf der zweiten Substratschicht ausgebildet ist. Eine solche elektrische Spannungsquelle lässt sich aktivieren, indem die erste Substratschicht derart mit der zweiten Substratschicht verbunden wird, dass die erste Komponente mit der zweiten Komponente elektrisch in Kontakt tritt, insbesondere die erste Elektrode über eine Elektrolytschicht mit der zweiten Elektrode in Kontakt tritt. In a preferred embodiment, the electrical voltage source comprises a first component having a first electrode, which is formed on the first substrate layer, and a second component having a second electrode formed on the second substrate layer. Such an electrical voltage source can be activated by connecting the first substrate layer to the second substrate layer in such a way that the first component electrically contacts the second component, in particular the first electrode makes contact with the second electrode via an electrolyte layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schaltgruppe mehrere elektrische Spannungsquellen, welche auf der ersten Substratschicht und/oder auf der zweiten Substratschicht ausgebildet sind. Die mehreren elektrischen Spannungsquellen können über Leiterbahnen miteinander verbunden sein, insbesondere in Reihe geschaltet sein. In a preferred embodiment, the switching group comprises a plurality of electrical voltage sources, which are formed on the first substrate layer and / or on the second substrate layer. The plurality of electrical voltage sources may be interconnected via interconnects, in particular be connected in series.
Diese Ausführungsform ermöglicht es, durch Reihenschaltungen mehrerer Spannungsquellen höhere Betriebsspannungen zu erreichen. This embodiment makes it possible to achieve higher operating voltages by connecting several voltage sources in series.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Schaltgruppe mindestens drei Spannungsquellen, wobei jeweils zwei Spannungsquellen, insbesondere jeweils zwei benachbarte Spannungsquellen, durch eine Leiterbahn miteinander verbunden sind, wobei eine erste Teilmenge der Leiterbahnen, welche Spannungsquellen miteinander verbinden, auf der ersten Substratschicht ausgebildet ist und eine zweite Teilmenge der Leiterbahnen, welche Spannungsquellen miteinander verbinden, auf der zweiten Substratschicht ausgebildet ist. In one embodiment of the invention, the switching group comprises at least three voltage sources, wherein two voltage sources, in particular two adjacent voltage sources, are interconnected by a conductor track, wherein a first subset of the conductor tracks which interconnect voltage sources is formed on the first substrate layer and a second subset of the conductor tracks, which connect voltage sources together, is formed on the second substrate layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektrische Spannungsquelle einen Abnehmer, welcher auf der zweiten Substratschicht ausgebildet ist und mit der zweiten Leiterbahn verbunden ist, sowie ein Siegelelement, wobei das Siegelelement rings um den Abnehmer herum auf der zweiten Substratschicht ausgebildet ist. Durch Siegeln des Abnehmers direkt mit dem Substrat lässt sich gewährleisten, dass der Elektrolyt der Spannungsquelle nur mit der Anode beziehungsweise mit der Kathode und nicht mit dem Abnehmer in Berührung kommt. In a preferred embodiment, the electrical voltage source comprises a pickup, which is formed on the second substrate layer and is connected to the second conductor track, and a sealing element, wherein the sealing element is formed around the pickup on the second substrate layer. By sealing the pickup directly to the substrate, it is possible to ensure that the electrolyte of the voltage source comes into contact only with the anode or with the cathode and not with the pickup.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Ausbilden einer Schaltgruppe mit den Schritten des Ausbildens einer ersten Leiterbahn und eines elektrischen Verbrauchers auf einer ersten Substratschicht, des Ausbildens einer zweiten Leiterbahn und zumindest eines Teils einer elektrischen Spannungsquelle auf einer zweiten Substratschicht, des Aufbringens eines Abstandselements auf die erste Leiterbahn und/oder zweite Leiterbahn sowie des Verbindens zumindest eines Teils der zweiten Substratschicht mit zumindest einem Teil der ersten Substratschicht derart, dass die zweite Leiterbahn mit der ersten Leiterbahn im Bereich des Abstandselements zumindest teilweise überlappt. The invention also relates to a method of forming a switching group comprising the steps of forming a first trace and an electrical load on a first substrate layer, forming a second trace and at least a portion of an electrical voltage source on a second substrate layer, depositing a spacer to the first interconnect and / or second interconnect, as well as connecting at least a portion of the second substrate layer to at least a portion of the first substrate layer such that the second interconnect at least partially overlaps the first interconnect in the region of the spacer element.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verbinden der zweiten Substratschicht mit der ersten Substratschicht das Ausbilden eines Schaltelements, insbesondere eines Druckkontaktschalters im Überlappungsbereich der zweiten Leiterbahn mit der ersten Leiterbahn. In a preferred embodiment, connecting the second substrate layer to the first substrate layer comprises forming a switching element, in particular a pressure contact switch in the overlapping region of the second printed conductor with the first printed conductor.
In einer Weiterbildung wird nur ein Teil der Fläche der zweiten Substratschicht mit nur einem Teil der Fläche der ersten Substratschicht unter Überlappung der entsprechenden Leiterbahnen verbunden. In a further development, only part of the area of the second substrate layer is connected to only a part of the area of the first substrate layer by overlapping the corresponding conductor tracks.
Die erste Substratschicht und/oder die zweite Substratschicht können in einer Weiterbildung auch jeweils als Verbund aus mehreren aufeinander angeordneten Teilschichten ausgebildet sein. Das teilweise Verbinden der zweiten Substratschicht mit der ersten Substratschicht kann sich dann auch auf einzelne dieser Teilschichten beziehen. Vorzugsweise werden die erste Leiterbahn und/oder der elektrische Verbraucher auf die erste Substratschicht gedruckt. In one development, the first substrate layer and / or the second substrate layer can each also be formed as a composite of a plurality of sublayers arranged on top of one another. The partial bonding of the second substrate layer to the first substrate layer may then also relate to individual ones of these partial layers. The first printed conductor and / or the electrical consumer are preferably printed on the first substrate layer.
Ebenso können die zweite Leiterbahn und/oder die elektrische Spannungsquelle auf die zweite Substratschicht gedruckt werden. Likewise, the second conductor track and / or the electrical voltage source can be printed on the second substrate layer.
In einer Weiterbildung wird das Abstandselement auf die erste Leiterbahn und/oder zweite Leiterbahn gedruckt. In a development, the spacer element is printed on the first conductor track and / or second conductor track.
Das Drucken kann jeweils vorzugsweise ein Siebdrucken umfassen. Das Drucken kann alternativ auch im Flexodruck, Offsetdruck, Tiefdruck oder Inkjetdruck erfolgen. The printing may each preferably comprise screen printing. Alternatively, the printing can also be carried out in flexographic printing, offset printing, gravure printing or inkjet printing.
Die Leiterbahnen können auch geprägt, insbesondere kaltgeprägt, werden. The printed conductors can also be embossed, in particular cold-embossed.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich den Schritt des Verklebens und/oder Verschweißens der zweiten Substratschicht mit der ersten Substratschicht. In a preferred embodiment, the method additionally comprises the step of bonding and / or welding the second substrate layer to the first substrate layer.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird eine erste Komponente der elektrischen Spannungsquelle, welche eine erste Elektrode umfasst, auf der ersten Substratschicht ausgebildet, vorzugsweise gedruckt, und eine zweite Komponente der elektrischen Spannungsquelle, welche eine zweite Elektrode umfasst, wird auf der zweiten Substratschicht ausgebildet, vorzugsweise gedruckt, wobei die zweite Komponente der elektrischen Spannungsquelle vorzugsweise elektrisch mit der zweiten Leiterbahn verbunden wird. In a development of the invention, a first component of the electrical voltage source, which comprises a first electrode, is formed on the first substrate layer, preferably printed, and a second component of the electrical voltage source, which comprises a second electrode, is formed on the second substrate layer, preferably printed, wherein the second component of the electrical voltage source is preferably electrically connected to the second conductor track.
Die zweite Substratschicht kann dabei mit der ersten Substratschicht derart verbunden werden, dass die zweite Komponente zumindest teilweise mit der ersten Komponente in elektrischen Kontakt gebracht wird, um auf diese Weise die elektrische Spannungsquelle zu aktivieren. Die elektrische Spannungsquelle kann insbesondere eine elektrochemische Spannungsquelle sein, welche durch das Inkontaktbringen der zweiten Komponente mit der ersten Komponente aktiviert wird. The second substrate layer can be connected to the first substrate layer in such a way that the second component is at least partially connected to the first component in FIG is brought electrical contact to activate in this way the electrical voltage source. In particular, the electrical voltage source may be an electrochemical voltage source which is activated by bringing the second component into contact with the first component.
In einer Weiterbildung umfasst das Verfahren zusätzlich das Ausbilden, vorzugsweise Drucken, einer dritten Leiterbahn auf die erste Substratschicht, sowie das elektrische Verbinden der ersten Komponente der Spannungsquelle mit der dritten Leiterbahn an einem ersten Ende der dritten Leiterbahn und das elektrische Verbinden des Verbrauchers mit der dritten Leiterbahn an einem dem ersten Ende entgegengesetzten zweiten Ende der dritten Leiterbahn. In a development, the method additionally comprises forming, preferably printing, a third conductor track on the first substrate layer, and electrically connecting the first component of the voltage source to the third conductor track at a first end of the third conductor track and electrically connecting the consumer to the third Conductor at a first end opposite the second end of the third conductor track.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste Substratschicht und die zweite Substratschicht Teilbereiche einer zusammenhängenden Substratschicht, wobei der Schritt des Verbindens das zumindest teilweise Falten des zweiten Teilbereichs der Substratschicht über den ersten Teilbereich der Substratschicht umfasst. In a preferred embodiment, the first substrate layer and the second substrate layer are portions of a continuous substrate layer, wherein the step of bonding comprises at least partially folding the second portion of the substrate layer over the first portion of the substrate layer.
Das zumindest teilweise Falten kann das Falten eines Teilabschnitts des zweiten Teilbereichs der Substratschicht über einen Teilabschnitt des ersten Teilbereichs der Substratschicht umfassen. Das teilweise Falten kann sich auch auf ein Falten einer Teilschicht des zweiten Teilbereichs der Substratschicht über den ersten Teilbereich der Substratschicht beziehen, wenn beispielsweise die zweite Substratschicht mehrere aufeinanderliegende Teilschichten umfasst. Beispielsweise kann die zweite Substratschicht einen PET- Al-PP- Verbund umfassen, wobei die Aluminium-Schicht als Barriere für die Batterie verwendet wird. Beim Falten der gesamten Substratschicht würde sie jedoch das Display abdecken. Im Bereich des Displays kann daher beispielsweise ausschließlich die PP-Teilschicht über den zweiten Teilbereich der Substratschicht gefaltet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein erster Teil des elektrischen Verbrauchers auf der ersten Substratschicht ausgebildet und ein zweiter Teil des elektrischen Verbrauchers auf der zweiten Substratschicht ausgebildet, wobei der Schritt des Verbindens das Verbinden des ersten Teils des elektrischen Verbrauchers mit dem zweiten des elektrischen Verbrauchers umfasst. The at least partial folding may include folding a portion of the second portion of the substrate layer over a portion of the first portion of the substrate layer. The partial folding may also relate to a folding of a partial layer of the second partial region of the substrate layer over the first partial region of the substrate layer, if, for example, the second substrate layer comprises a plurality of superimposed partial layers. For example, the second substrate layer may comprise a PET-Al-PP composite, wherein the aluminum layer is used as a barrier for the battery. However, when folding the entire substrate layer, it would cover the display. In the area of the display, therefore, for example, only the PP partial layer can be folded over the second partial area of the substrate layer. In a preferred embodiment, a first part of the electrical load is formed on the first substrate layer and a second part of the electrical load is formed on the second substrate layer, wherein the step of connecting comprises connecting the first part of the electrical load to the second one of the electrical load.
Vorzugsweise umfasst das Verbinden des ersten Teils des elektrischen Verbrauchers mit dem zweiten Teil des elektrischen Verbrauchers das zumindest teilweise Falten des zweiten Teilbereichs der Substratschicht über den ersten Teilbereich der Substratschicht. Preferably, connecting the first part of the electrical load to the second part of the electrical load comprises at least partially folding the second portion of the substrate layer over the first portion of the substrate layer.
Ähnlich wie es vorangehend für die elektrische Spannungsquelle beschreiben wurde, kann zusätzlich oder alternativ der elektrische Verbraucher zweiteilig ausgebildet werden, wobei der Stromkreis durch Zusammensetzen der beiden Teile des elektrischen Verbrauchers, vorzugsweise durch Falten der Substratschicht, geschlossen werden kann. Similar to what has been described above for the electrical voltage source, additionally or alternatively, the electrical load can be formed in two parts, wherein the circuit can be closed by assembling the two parts of the electrical load, preferably by folding the substrate layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ausbilden zumindest eines Teils der elektrischen Spannungsquelle auf der zweiten Substratschicht den Schritt des Siegeins beziehungsweise Versiegeins eines mit der zweiten Leiterbahn verbundenen Abnehmers der elektrischen Spannungsquelle mit der zweiten Substratschicht. In a preferred embodiment, forming at least a portion of the electrical voltage source on the second substrate layer comprises the step of sealing a capacitor of the electrical voltage source connected to the second conductor track to the second substrate layer.
Das Siegeln erfolgt vorzugsweise rings um den Abnehmer herum. The sealing preferably takes place around the customer.
Der Teil der elektrischen Spannungsquelle auf der ersten Substratschicht kann entsprechend versiegelt werden. The part of the electrical voltage source on the first substrate layer can be sealed accordingly.
In einer Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte des Ausbildens zumindest einer elektrischen Spannungsquelle auf der ersten und/oder zweiten Substratschicht, des Ausbildens mehrerer elektrischer Verbraucher auf der ersten und/oder zweiten Substratschicht, des Ausbildens mehrerer Leiterbahnen auf der ersten und/oder zweiten Substratschicht, wobei die Leiterbahnen die jeweiligen elektrischen Verbraucher mit der elektrischen Spannungsquelle elektrisch verbinden, und den Schritt des selektiven Durchtrennens einzelner vorbestimmter Leiterbahnen. In a development, the method according to the invention comprises the steps of forming at least one electrical voltage source on the first and / or second substrate layer, forming a plurality of electrical consumers on the first and / or second substrate layer, forming a plurality of interconnects on the first and / or second substrate layer, wherein the interconnects electrically connect the respective electrical loads with the electrical voltage source, and the step of selectively severing individual predetermined interconnects.
Diese Ausführungsform ermöglicht das einfache und kostengünstige Ausbilden elektrochromer Displays mit mehreren Anzeigeelementen, welche jeweils über eigene Leiterbahnen von der elektrischen Spannungsquelle versorgt werden. Die Anzeigeelemente können Segmente eines zusammengesetzten Displays, beispielsweise Segmente einer 7- Segmentanzeige sein, wie sie zur Darstellung von Zahlen und Buchstaben in elektrochromen oder elektrolumineszenten Displays weite Verbreitung finden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, solche Anzeigeelemente zunächst in einem Arbeitsschritt und daher mit geringem Aufwand in einer Konfiguration herzustellen, in welcher alle Segmente aktiviert sind. Dafür kann ein standardisiertes Verfahren eingesetzt werden. In dem Beispiel der 7- Segmentanzeige können nach diesem Schritt beispielsweise alle Segmente aktiviert sein. Die Anpassung des Displays an den darzustellenden Schriftzug bzw. ein darzustellendes Bild kann dann in einem nachgelagerten Produktionsschritt, welcher räumlich und/oder zeitlich von dem Drucken des Displays und der Schaltungskonfiguration getrennt sein kann, erfolgen, bei welchem einzelne Leiterbahnen selektiv getrennt werden, um dadurch einzelne Segmente der 7-Segmentanzeige zu deaktivieren. Dieses Verfahren ist für eine Massenproduktion elektrochromer und elektrolumineszenter Anzeigeelemente besonders geeignet. Darin liegt ein unabhängiger Aspekt der Erfindung. This embodiment enables the simple and cost-effective formation of electrochromic displays with a plurality of display elements, which are each supplied via their own interconnects of the electrical voltage source. The display elements may be segments of a composite display, for example segments of a 7-segment display, as widely used to represent numbers and letters in electrochromic or electroluminescent displays. The inventive method makes it possible to produce such display elements first in one step and therefore with little effort in a configuration in which all segments are activated. For this purpose, a standardized method can be used. For example, in the example of the 7-segment display, all segments may be activated after this step. The adaptation of the display to the logo to be displayed or an image to be displayed can then take place in a subsequent production step, which may be spatially and / or temporally separated from the printing of the display and the circuit configuration, in which individual interconnects are selectively separated, thereby Disable individual segments of the 7-segment display. This method is particularly suitable for mass production of electrochromic and electroluminescent display elements. This is an independent aspect of the invention.
Die Erfindung bezieht sich daher auch auf ein Verfahren zum Ausbilden einer Schaltungskonfiguration mit den Schritten des Ausbildens zumindest einer elektrischen Spannungsquelle auf einer Substratschicht, insbesondere einer flexiblen Substratschicht, des Ausbildens mehrerer elektrischer Verbraucher auf der Substratschicht, des Ausbildens mehrerer Leiterbahnen, welche die jeweiligen elektrischen Verbraucher mit der elektrischen Spannungsquelle verbinden, und des selektiven Trennens einzelner vorbestimmter Leiterbahnen. Das Trennen einzelner vorbestimmter Leiterbahnen kann beispielsweise mittels Schaltelementen erfolgen, insbesondere mittels der erfindungsgemäßen Druckkontaktschalter. The invention therefore also relates to a method of forming a circuit configuration comprising the steps of forming at least one electrical voltage source on a substrate layer, in particular a flexible substrate layer, forming a plurality of electrical loads on the substrate layer, forming a plurality of conductor tracks that house the respective electrical loads connect to the electrical voltage source, and the selective separation of individual predetermined tracks. The separation of individual predetermined tracks can be done for example by means of switching elements, in particular by means of the pressure contact switch according to the invention.
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt das Durchtrennen der Leiterbahnen mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines Festkörperlasers, vorzugsweise mittels eines YAG- Lasers. In an alternative embodiment, the cutting of the conductor tracks by means of a laser, in particular by means of a solid-state laser, preferably by means of a YAG laser.
Durch Einsatz geeigneter Festkörperlaser, insbesondere die Verwendung von YAG-Lasern, in Verbindung mit geeigneten Substratmaterialien, lässt sich erreichen, dass der Laser nur auf die gedruckten Leiterbahnen wirkt, während das Substratmaterial nicht verletzt wird. Die Einkapselung der gesamten Display-Einheit bleibt daher auch bei der Strukturierung erhalten. By using suitable solid-state lasers, in particular the use of YAG lasers, in conjunction with suitable substrate materials, it can be achieved that the laser acts only on the printed conductor tracks, while the substrate material is not damaged. The encapsulation of the entire display unit is therefore retained even in the structuring.
Eine Strukturierung des Displays mittels eines Lasers lässt sich schnell, kostengünstig und dennoch mit großer Genauigkeit ausfuhren. Sie ist deshalb für eine Massenproduktion elektrochromer oder elektrolumineszenter Displays in besonderer Weise geeignet. A structuring of the display by means of a laser can be carried out quickly, inexpensively and nevertheless with great accuracy. It is therefore suitable for mass production of electrochromic or electroluminescent displays in a special way.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform bilden die mehreren elektrischen Verbraucher einzelne Komponenten eines elektrischen Anzeigeelements, insbesondere eines elektrochromen Displays oder eines elektrolumineszenten Displays. In a preferred embodiment, the plurality of electrical consumers form individual components of an electrical display element, in particular an electrochromic display or an electroluminescent display.
Vorzugsweise werden die elektrische Spannungsquelle und/oder die elektrischen Verbraucher und/oder die Leiterbahnen auf die Substratschicht gedruckt. Das Drucken umfasst vorzugsweise ein Siebdrucken. Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen Preferably, the electrical voltage source and / or the electrical loads and / or the printed conductors are printed on the substrate layer. The printing preferably comprises screen printing. Description of preferred embodiments
Die Merkmale und zahlreiche Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltgruppe bzw. der erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren lassen sich am besten anhand einer detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen mit Bezug auf die anliegenden Figuren verstehen, in denen: The features and numerous advantages of the switching group according to the invention or of the manufacturing method according to the invention can best be understood on the basis of a detailed description of preferred embodiments with reference to the appended figures, in which:
Fig. 1 eine schematische Aufsicht einer auf einem Substrat aufgedruckten Schaltgruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Zwischenschritt vor dem Falten des Substrats zeigt; Fig. 1 is a schematic plan view of a switching group printed on a substrate according to an embodiment of the invention in an intermediate step before the folding of the substrate;
Fig. 2 eine schematische Aufsicht der erfindungsgemäßen Schaltgruppe der Figur 1 nach dem Falten zeigt;  FIG. 2 shows a schematic plan view of the switching group according to the invention of FIG. 1 after folding; FIG.
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen Schaltgruppe der Figur 2 zeigt;  Fig. 3 shows a schematic cross section of the switching group according to the invention of Fig. 2;
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt einer UND-Schaltung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zeigt;  4 shows a schematic cross-section of an AND circuit according to a development of the invention;
Fig. 5a eine schematische Aufsicht einer Schaltungskonfiguration gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei welcher mehrere elektrische Anzeigeelemente zu einem Display zusammengesetzt sind;  Fig. 5a is a schematic plan view of a circuit configuration according to an embodiment of the invention, in which a plurality of electrical display elements are assembled into a display;
Fig. 5b die Schaltungskonfiguration der Figur 5a nach dem selektiven Trennen einzelner Leiterbahnen zeigt;  Fig. 5b shows the circuit configuration of Fig. 5a after the selective separation of individual traces;
Fig. 6 schematisch den Aufbau eines gedruckten Batterieelements gemäß einer Fig. 6 schematically shows the structure of a printed battery element according to a
Ausführungsform der Erfindung zeigt; Embodiment of the invention shows;
Fig. 7a eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Schaltgruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 7a shows a schematic plan view of a switching group according to the invention according to a further embodiment of the invention;
Fig. 7b eine schematische Aufsicht einer Schaltgruppe mit einer UND-Schaltung und zweiFig. 7b is a schematic plan view of a switching group with an AND circuit and two
Faltlinien gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt; und Folding lines according to another embodiment of the invention; and
Fig. 8 eine schematische Aufsicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Schaltgruppe mit einer Reihenschaltung von drei Batterieelementen zeigt, wobei Teilbild 8a die elektrischen Verbindungsleiterbahnen und Teilbild 8b die Anoden- und Kathodenelemente zeigt. Fig. 8 shows a schematic plan view of a part of a switching group according to the invention with a series connection of three battery elements, wherein partial image 8a the electrical interconnect lines and part 8b shows the anode and cathode elements.
Die erfindungsgemäße Schaltgruppe mit überlappenden Leiterbahnen bzw. die Verfahren zum Ausbilden einer solchen Schaltungskonfiguration werden nachfolgend am Beispiel eines gedruckten elektrochromen Displays beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern überall dort mit Gewinn einsetzbar, wo die Fertigung einer Schaltungskonfiguration mit Spannungsquellen und elektrischen Verbrauchern auf einem Substrat, insbesondere einem flexiblen Substrat, vereinfacht werden soll. Insbesondere ist die Erfindung auch auf andere Arten von Displays, beispielsweise auf elektrolumineszente Displays oder organische Leuchtdioden, anwendbar. Gegenüber LEDs und organischen LEDs haben elektrochrome Displays jedoch gegenwärtig den Vorteil, dass sie besser an Luft gedruckt werden und besser mit Leiterbahnen verbunden werden können. The switching group according to the invention with overlapping interconnects or the methods for forming such a circuit configuration are described below using the example of a printed electrochromic display. However, the invention is not limited thereto but can be used profitably wherever the production of a circuit configuration with voltage sources and electrical consumers on a substrate, in particular a flexible substrate, is to be simplified. In particular, the invention is also applicable to other types of displays, for example to electroluminescent displays or organic light-emitting diodes. However, compared to LEDs and organic LEDs, electrochromic displays currently have the advantage that they are better printed in air and can be better connected to tracks.
Figur 1 zeigt eine Schaltgruppe 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Zwischenschritt der Fertigung. Die fertiggestellte Schaltgruppe 10 ist in Figur 2 gezeigt. Auf einem Substrat 12, welches durch eine gedachte oder vorgestanzte Faltlinie 14 in einen ersten Teilbereich 12a und einen zweiten Teilbereich 12b geteilt ist, sind ein elektrochromes Anzeigeelement 16 sowie eine erste Komponente 18a einer elektrochemischen Spannungsquelle, welche eine Anode enthält, und eine zweite Komponente 18b einer elektrochemischen Spannungsquelle, welche eine Kathode enthält, ausgebildet. Das Substrat 12 kann beispielsweise ein Papiersubstrat oder auch ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein Polycarbonat, Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polypropylen (PP) sein. Insbesondere kann das Substrat 12 vollständig oder teilweise aus einem durchscheinenden oder durchsichtigen Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Alternativ kann auch im Bereich des Anzeigeelements 16 ein passendes Fenster im ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 und/oder im zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 teilweise oder vollständig ausgestanzt werden. Auch eine Abtrennung des opaken Anteils des Substratmaterials in diesem Bereich ist möglich. Das elektrochrome Anzeigeelement 16 kann auf dem Substrat 12 im Siebdruckverfahren ausgebildet werden. Ein solches elektrochromes Anzeigeelement 16 kann beispielsweise zwei planare transparente Elektroden aus ITO (Indium-Zinn- Oxid) umfassen, zwischen denen ein elektrochrom aktives Material aufgenommen ist. Figure 1 shows a switching group 10 according to an embodiment of the invention in an intermediate step of manufacturing. The finished switching group 10 is shown in FIG. An electrochromic display element 16 and a first component 18a of an electrochemical voltage source which contains an anode and a second component 18b are provided on a substrate 12 which is divided by an imaginary or pre-punched fold line 14 into a first partial area 12a and a second partial area 12b an electrochemical voltage source containing a cathode formed. The substrate 12 may be, for example, a paper substrate or else a plastic material, in particular a polycarbonate, polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) or polypropylene (PP). In particular, the substrate 12 may be formed entirely or partially of a translucent or transparent plastic material. Alternatively, a matching window in the first subarea 12a of the substrate 12 and / or in the second subarea 12b of the substrate 12 can also be partly or completely punched out in the region of the display element 16. A separation of the opaque portion of the substrate material in this area is possible. The electrochromic display element 16 may be formed on the substrate 12 by screen printing. Such an electrochromic display element 16 may, for example, comprise two planar transparent electrodes made of ITO (indium-tin-oxide), between which an electrochromically active material is accommodated.
Das Anodenelement 18a und das Kathodenelement 18b der elektrochemischen Batterie können auf dem Substrat 12 gleichfalls im Siebdruckverfahren ausgebildet werden. Das Anodenelement 18a kann beispielsweise unter Verwendung einer Mangandioxid (Mn02)- Tinte ausgebildet werden und an seiner Oberseite eine Elektrolytschicht, beispielsweise ein polymerisches Gel oder ein Hydrogel, umfassen. Das Kathodenelement 18b kann beispielsweise unter Verwendung einer Zinn-basierten Tinte gedruckt werden. The anode element 18a and the cathode element 18b of the electrochemical battery may also be formed on the substrate 12 by screen printing. The anode element 18a may, for example using manganese dioxide (Mn0 2) - ink are formed, and on its upper side, an electrolyte layer, such as a polymeric gel or a hydrogel, include. The cathode element 18b may be printed using, for example, a tin-based ink.
Das Drucken elektrochromer Displays und das Drucken von Batterieelementen auf flexible Substrate sind dem Fachmann geläufig, so dass hier auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet werden kann. Zu den Einzelheiten der Ausbildung elektrochromer Anzeigeelemente bzw. räumlich getrennter Batterieelemente wird auf die Patentschrift US 6,369,793 Bl verwiesen. Ein elektrochromes organisches Anzeigeelement samt Herstellungsverfahren ist auch in der Offenlegungsschrift DE 10 2008 024 641 AI beschrieben. Zur Ausbildung von Batterieelementen im Siebdruckverfahren wird ergänzend auf die Patentschrift US 6,576,364 Bl verwiesen. The printing of electrochromic displays and the printing of battery elements on flexible substrates are familiar to the person skilled in the art, so that a more detailed description can be dispensed with here. For details of the formation of electrochromic display elements or spatially separated battery elements reference is made to the patent US 6,369,793 Bl. An electrochromic organic display element and its production method are also described in the published patent application DE 10 2008 024 641 A1. For the formation of battery elements in the screen printing process, reference is additionally made to the patent US 6,576,364 Bl.
Eine erste Leiterbahn 20 erstreckt sich von dem elektrochromen Anzeigeelement 16 aus im ersten Teilbereich 12a und steht an einem ersten Ende 20a mit einem Anschlusselement (nicht gezeigt) des elektrochromen Anzeigeelements 16 in elektrischem Kontakt, während das dem ersten Ende 20a entgegengesetzte zweite Ende 20b der ersten Leiterbahn 20 frei im ersten Teilbereich 12a endet. Entsprechend ist auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 eine zweite Leiterbahn 22 ausgebildet, welche an einem ersten Ende 22a mit einem Anschlusselement (nicht gezeigt) des Kathodenelements 18b elektrisch in Kontakt steht. Das dem ersten Ende 22a entgegengesetzte zweite Ende 22b der zweiten Leiterbahn 22 ragt in den zweiten Teilbereich 12b des Substrats hinein und endet dort frei. Die Längen der ersten Leiterbahn 20 und der zweiten Leiterbahn 22 sind dabei derart gewählt, dass sich die Projektionen ihrer freien Enden 20b und 22b überlappen. A first trace 20 extends from the electrochromic display element 16 in the first portion 12a and is in electrical contact with a terminal (not shown) of the electrochromic display element 16 at a first end 20a, while the second end 20b opposite the first end 20a is the first Conductor 20 free in the first portion 12a ends. Correspondingly, a second printed conductor 22 is formed on the second partial region 12b of the substrate 12, which is in electrical contact with a connecting element (not shown) of the cathode element 18b at a first end 22a. The first end 22a opposite second end 22b of the second conductor 22 protrudes into the second portion 12b of the substrate into and ends there free. The lengths of the first interconnect 20 and the second interconnect 22 are selected such that the projections of their free ends 20b and 22b overlap.
In dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ist darüber hinaus auch eine dritte Leiterbahn 24 ausgebildet, welche an einem ersten Ende 24a mit einem Anschlusselement (nicht gezeigt) des Anodenelements 18a und an einem dem ersten Ende 24a entgegengesetzten zweiten Ende 24b der dritten Leiterbahn 24 über ein weiteres Anschlusselement (nicht gezeigt) mit dem elektrochromen Anzeigeelement 16 elektrisch verbunden ist. In addition, a third printed conductor 24 is formed in the first subregion 12a of the substrate 12, which has a first end 24a with a connecting element (not shown) of the anode element 18a and a second end 24b of the third printed conductor 24 opposite the first end 24a another connection element (not shown) is electrically connected to the electrochromic display element 16.
Die Leiterbahnen 20, 22 und 24 sind jeweils voneinander beabstandet und durch das nichtleitende Substrat 12 elektrisch isoliert. Sie können auf dem Substrat 12 zusammen mit den Anschlusselementen, dem Anzeigeelement 16 und den Batterieelementen 18a, 18b im Siebdruckverfahren ausgebildet werden. Das Drucken der Leiterbahnen kann beispielsweise mit silberhaltiger oder kupferhaltiger Tinte erfolgen. Auch ohlenstoff-basierte Leiterbahnen können gedruckt werden. The tracks 20, 22 and 24 are each spaced apart and electrically isolated by the non-conductive substrate 12. They can be formed on the substrate 12 together with the connection elements, the display element 16 and the battery elements 18a, 18b by screen printing. The printing of the conductor tracks can be done, for example, with silver-containing or copper-containing ink. Also lead-based printed circuit boards can be printed.
Leiterbahnen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in unterschiedlichen Abmessungen auf dem ersten Teilbereich 12a bzw. auf dem zweiten Teilbereich 12b ausgebildet werden. Ihre Länge kann von einigen Mikrometern über wenige Zentimeter bis zu einigen Metern variieren, je nach der Größe des Substrats und der Anwendung. Typische Breiten liegen für die Leiterbahn zwischen 20 μπι und 10 mm, wobei die Breite im Allgemeinen sowohl unter Berücksichtigung der Anwendung und des auf dem Substrat 12 zur Verfügung stehenden Raumes als auch in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des eingesetzten Materials gewählt werden kann. Typische Höhen der Leiterbahnen hängen vom Druckverfahren und der Zahl der Druckdurchgänge ab und liegen üblicherweise zwischen 0,7 μπι und 30 μιη. Bevorzugt sind Höhen/Dicken zwischen 5 μιτι und 15 μπι. Zu den Einzelheiten des Druckens von Leiterbahnen, welche dem Fachmann wohlbekannt sind, wird ergänzend wiederum auf die Patentschrift US 6,369,793 Bl verwiesen. Conductor tracks can be formed with the inventive method in different dimensions on the first portion 12a and on the second portion 12b. Their length can vary from a few microns over a few centimeters to a few meters, depending on the size of the substrate and the application. Typical widths are for the trace between 20 μπι and 10 mm, the width can be generally selected both in consideration of the application and on the substrate 12 available space as well as in dependence on the conductivity of the material used. Typical heights of the printed conductors depend on the printing method and the number of printing passes and are usually between 0.7 μm and 30 μm. Heights / thicknesses between 5 μιτι and 15 μπι are preferred. For details of the printing of printed conductors, which are well known to those skilled in the art, reference is additionally made in turn to the patent US 6,369,793 Bl.
Das elektrochrome Anzeigeelement 16, das Anodenelement 18a, die erste Leiterbahn 20 und die dritte Leiterbahn 24 sind alle auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildet, während das Kathodenelement 18b und die zweite Leiterbahn 22 auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildet sind. Die Anordnung des Anodenelements 18a und des Kathodenelements 18b kann auch vertauscht sein, d.h. das Anodenelement 18a kann anstelle des Kathodenelements 18b im zweiten Teilbereich 12b auf dem Substrat 12 ausgebildet sein, und das Kathodenelement 18b kann anstelle des Anodenelements 18a im ersten Teilbereich 12a auf dem Substrat 12 ausgebildet sein. The electrochromic display element 16, the anode element 18a, the first interconnect 20 and the third interconnect 24 are all formed on the first portion 12a of the substrate 12, while the cathode element 18b and the second interconnect 22 are formed on the second portion 12b of the substrate 12. The arrangement of the anode element 18a and the cathode element 18b may also be reversed, i. The anode element 18a may be formed on the substrate 12 instead of the cathode element 18b in the second portion 12b, and the cathode element 18b may be formed on the substrate 12 instead of the anode element 18a in the first portion 12a.
Nach dem Ausbilden der ersten Leiterbahn 20 wird im Bereich des freien zweiten Endes 20b der ersten Leiterbahn 20 ein Abstandselement 26 auf dem Substrat 12a und/oder auf der ersten Leiterbahn 20 ausgebildet. Das Abstandselement 26 kann auf das Substrat 12a und/oder die erste Leiterbahn 20 aufgedruckt werden, insbesondere mittels eines Siebdruckverfahrens. Das Abstandselement 26 kann jedoch auch ein separates Bauteil sein, welches nach dem Drucken der ersten Leiterbahn 20 auf die erste Leiterbahn 20 und/oder das Substrat 12 aufgelegt und dort gegebenenfalls durch Kleben befestigt wird. Das Abstandselement 26 kann aus einem dielektrischen Material, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet bzw. gedruckt sein. In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist das Abstandselement 26 ein Kreisringelement, welches mit seinem Umfangsbereich teilweise auf der ersten Leiterbahn 20 im Bereich des zweiten Endes 20b und teilweise auf der benachbarten Substratoberfläche aufliegt. Das Ringelement 26 weist eine Öffnung 28 auf, welche einen Teil der ersten Leiterbahn 20 im Bereich des zweiten Endes 20b der ersten Leiterbahn 20 freigibt. Alternativ könnte das Abstandselement 26 auch in gleicher Weise im Bereich des freien zweiten Endes 22b der zweiten Leiterbahn 22 auf dem zweiten Teilbereich 12b und/oder auf der zweiten Leiterbahn 22 ausgebildet werden. After the formation of the first conductor track 20, a spacer element 26 is formed on the substrate 12a and / or on the first conductor track 20 in the region of the free second end 20b of the first conductor track 20. The spacer element 26 can be printed on the substrate 12a and / or the first printed conductor 20, in particular by means of a screen printing method. However, the spacing element 26 can also be a separate component which, after the printing of the first printed conductor 20, is placed on the first printed conductor 20 and / or the substrate 12 and optionally fixed there by gluing. The spacer element 26 may be formed or printed from a dielectric material, in particular from a plastic material. In the embodiment shown in Figure 1, the spacer element 26 is a circular ring element, which rests with its peripheral portion partially on the first conductor 20 in the region of the second end 20b and partially on the adjacent substrate surface. The ring element 26 has an opening 28, which releases part of the first conductor track 20 in the region of the second end 20b of the first conductor track 20. Alternatively, the spacer element 26 could also be formed in the same way in the region of the free second end 22b of the second conductor track 22 on the second partial area 12b and / or on the second conductor track 22.
Zum Fertigstellen des elektrochromen Displays wird nun der zweite Teilbereich 12b des Substrats entlang der Faltlinie 14 mitsamt dem Kathodenelement 18b und der zweiten Leiterbahn 22 auf den ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 gefaltet. Das Anodenelement 18a, das Kathodenelement 18b, die erste Leiterbahn 20 und die zweite Leiterbahn 22 sind derart auf dem Substrat positioniert, dass beim Falten entlang der Faltlinie 14 das Kathodenelement 18b auf der Oberseite des Anodenelements 18a zu liegen kommt und die zweite Leiterbahn 22 im Bereich des zweiten Endes 22b der zweiten Leiterbahn 22 und des zweiten Endes 20b der ersten Leiterbahn 20 mit der ersten Leiterbahn 20 überlappt. In der in Figur 2 gezeigten überlappenden Konfiguration kommt die zweite Leiterbahn 22 im Bereich des zweiten Endes 22b der zweiten Leiterbahn 22 auf der Oberseite des Abstandselements 26 zu liegen und wird daher im Überlappungsbereich durch das Abstandselement 26 räumlich und elektrisch von der darunterliegenden ersten Leiterbahn 20 getrennt. For completing the electrochromic display, the second subregion 12b of the substrate is then folded along the fold line 14 together with the cathode element 18b and the second conductor track 22 onto the first subregion 12a of the substrate 12. The anode element 18a, the cathode element 18b, the first interconnect 20 and the second interconnect 22 are positioned on the substrate such that upon folding along the fold line 14, the cathode element 18b comes to lie on top of the anode element 18a and the second interconnect 22 in the region of the second end 22b of the second interconnect 22 and the second end 20b of the first interconnect 20 overlaps with the first interconnect 20. In the overlapping configuration shown in FIG. 2, the second printed conductor 22 comes to rest on the upper side of the spacer 26 in the region of the second end 22b of the second printed conductor 22 and is therefore spatially and electrically separated from the underlying first printed conductor 20 in the overlapping region by the spacer 26 ,
Nach dem Falten entlang der Faltlinie 14 kann der zweite Teilbereich 12b des Substrats entlang einer Umfanglinie mit dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 fest verbunden werden, beispielsweise entlang des Randes geschweißt oder geklebt werden. After folding along the fold line 14, the second portion 12b of the substrate may be firmly bonded along a circumferential line to the first portion 12a of the substrate 12, for example, welded or glued along the edge.
Eine schematische Schnittansicht durch die gefaltete Konfiguration der Figur 2 im Bereich der ersten Leiterbahn 20 und zweiten Leiterbahn 22 ist in Figur 3 gezeigt. Der erste Teilbereich 12a des Substrats 12 und der zweite Teilbereich 12b des Substrats 12 liegen nach dem Falten annähernd parallel zueinander und formen einen Zwischenbereich, in welchem das elektrochrome Anzeigeelement 16, das Anodenelement 18a und das Kathodenelement 18b sowie die erste Leiterbahn 20 und die zweite Leiterbahn 22 aufgenommen sind. Die erste Leiterbahn 20 ist auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildet und liegt daher nach dem Falten unterhalb der auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildeten zweiten Leiterbahn 22. Die erste Leiterbahn 20 ist im Überlappungsbereich von der zweiten Leiterbahn 22 durch das Abstandselement 26 getrennt. Die Höhe des Abstandselements 26 bzw. der Abstand zwischen der ersten Leiterbahn 20 und der zweiten Leiterbahn 22 im Überlappungsbereich kann im Allgemeinen 20 bis 1000 μπι, vorzugsweise 100 bis 600 μΐΉ betragen. A schematic sectional view through the folded configuration of FIG. 2 in the region of the first printed conductor 20 and the second printed conductor 22 is shown in FIG. The first portion 12a of the substrate 12 and the second portion 12b of the substrate 12 lie approximately parallel to each other after folding and form an intermediate region in which the electrochromic display element 16, the anode element 18a and the cathode element 18b and the first conductor 20 and the second conductor 22 are included. The first conductor 20 is formed on the first portion 12 a of the substrate 12 and therefore lies below the fold on the second portion 12 b of the substrate 12 after folding formed second conductor 22. The first conductor 20 is separated in the overlap region of the second conductor 22 by the spacer element 26. The height of the spacer element 26 or the distance between the first conductor track 20 and the second conductor track 22 in the overlapping region can generally be 20 to 1000 μm, preferably 100 to 600 μm.
Beim Falten wird das Kathodenelement 18b über einen auf der Oberseite des Anodenelements 18a ausgebildeten Elektrolytbereich (nicht gezeigt) mit dem Anodenelement 18a in Kontakt gebracht. Wie in der US 6,369,793 Bl in weiteren Einzelheiten beschrieben ist, wird dadurch die elektrochemische Spannungsquelle aktiviert. Der Stromkreis zu dem elektrochromen Anzeigeelement 16 ist jedoch in der in Figur 3 gezeigten Konfiguration noch nicht geschlossen, weil die zweite Leiterbahn 22 von der ersten Leiterbahn 20 im Bereich des Abstandselements 26 durch die Öffnung bzw. den Spalt 28 getrennt ist. Der Stromkreises kann geschlossen werden, indem durch Ausüben einer Druckkraft auf den ersten Teilbereich 12a und/oder den zweiten Teilbereich 12b im Bereich des Abstandselements 26 entlang der in Figur 3 gezeigten Pfeile der Spalt 28 überwunden wird und die zweite Leiterbahn 22 mit der ersten Leiterbahn 20 in räumlichen und elektrischen Kontakt gebracht wird. Das Inkontaktbringen stellt einen geschlossenen Stromkreis von dem Kathodenelement 18b über die zweite Leiterbahn 22 und die erste Leiterbahn 20 zu dem elektrochromen Anzeigeelement 16 und zurück über die dritte Leiterbahn 24 zu dem Anodenelement 18a der elektrochemischen Spannungsquelle her. During folding, the cathode element 18b is brought into contact with the anode element 18a via an electrolyte region (not shown) formed on the upper side of the anode element 18a. As described in more detail in US Pat. No. 6,369,793 B1, this activates the electrochemical voltage source. However, the circuit to the electrochromic display element 16 is not yet closed in the configuration shown in Figure 3, because the second conductor 22 is separated from the first conductor 20 in the region of the spacer 26 through the opening or the gap 28. The circuit can be closed by, by exerting a compressive force on the first portion 12a and / or the second portion 12b in the region of the spacer 26 along the arrows shown in Figure 3, the gap 28 is overcome and the second conductor 22 with the first conductor 20th brought into spatial and electrical contact. The contacting establishes a closed circuit from the cathode element 18b via the second trace 22 and the first trace 20 to the electrochromic indicating element 16 and back across the third trace 24 to the anode element 18a of the electrochemical voltage source.
Beim Zurücknehmen der Druckkraft bewegen sich der erste Teilbereich 12a und der zweite Teilbereich 12b des Substrats 12 mit der ersten Leiterbahn 20 und der zweiten Leiterbahn 22 aufgrund einer von der ersten Substratschicht 12a und/oder der zweiten Substratschicht 12b ausgeübten Rückstellkraft wieder in die in der Figur 3 dargestellte Ausgangsposition zurück, so dass der Stromkreis erneut unterbrochen wird. Durch Ausüben der Druckkraft entlang der in Figur 3 gezeigten Pfeile lässt sich daher das Anzeigeelement 16 reversibel aktivieren und deaktivieren. Durch das Falten des Substrats wird auf diese Weise im Bereich der überlappenden Leiterbahnen ein Schaltelement als Druckkontaktschalter 30 ausgebildet, welcher einen Teilbereich der ersten Substratschicht 12a und der ersten Leiterbahn 20 sowie einen Teilbereich der zweiten Substratschicht 12b und der zweiten Leiterbahn 22 im Bereich des Überlappens sowie das Abstandselement 26 umfasst. When the pressing force is withdrawn, the first subregion 12a and the second subregion 12b of the substrate 12 with the first conductive trace 20 and the second conductive trace 22 move back into those in the figure due to a restoring force exerted by the first substrate layer 12a and / or the second substrate layer 12b 3 illustrated initial position, so that the circuit is interrupted again. By exerting the compressive force along the arrows shown in Figure 3, therefore, the display element 16 can be reversibly activated and deactivated. By folding the substrate, a switching element is formed as a pressure contact switch 30 in the region of the overlapping strip conductors in this way, which comprises a subregion of the first substrate layer 12a and the first interconnect 20 as well as a subregion of the second substrate layer 12b and the second interconnect 22 in the region of the overlap as well as the spacer element 26.
In einer Weiterbildung kann auch ein Arretierelement (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um die erste Leiterbahn 20 und die zweite Leiterbahn 22 nach dem ersten Ausüben der Druckkraft in der geschlossenen Schalterstellung des Schalters 30 zu arretieren. Beispielsweise kann die Arretierung mit Hilfe eines Klebemittels erfolgen, welches im Bereich des Abstandselements 26 bzw. in Nähe des Überlappungsbereichs auf den ersten Teilbereich 12a und/oder den zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 aufgebracht, insbesondere gedruckt, wird und den ersten Teilbereich 12a des Substrats und den zweiten Teilbereich 12b des Substrats in der geschlossenen Schalterstellung fixiert. In a development, a locking element (not shown) may also be provided in order to lock the first printed conductor 20 and the second printed conductor 22 after the first exertion of the pressure force in the closed switch position of the switch 30. For example, the locking can take place with the aid of an adhesive which is applied, in particular printed, in the area of the spacer element 26 or in the vicinity of the overlapping area to the first partial area 12a and / or the second partial area 12b of the substrate 12, and the first partial area 12a of the substrate and fixed the second portion 12b of the substrate in the closed switch position.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungskonfiguration gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass das elektrochrome Anzeigeelement 16, die Leiterbahnen 20, 22, 24, die Batterieelemente 18a und 18b sowie das Abstandselement 26 in der entfalteten Konfiguration der Figur 1 sämtlich in einem Arbeitsgang gefertigt werden können. Das Aktivieren der elektrochemischen Spannungsquelle erfolgt dann durch Falten entlang der Faltlinie 14, wobei durch Überlappen der zweiten Leiterbahn 22 mit der ersten Leiterbahn 20 im Bereich des Abstandselements 26 gleichzeitig der Druckschalter 30 in seiner offenen Schalterstellung ausgebildet wird. Die Überwindung des Höhenunterschieds bzw. vertikalen Abstands zwischen der im ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildeten ersten Leiterbahn 20 und der im zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildeten zweiten Leiterbahn 22 erfolgt im Bereich des Schaltelements 30 und wird synergetisch zum reversiblen Schalten des elektrochromen Anzeigeelements 16 genutzt. Eine nachfolgende elektrische Kontaktierung des elektrochromen Anzeigeelements 16 mit einem Schaltelement 30 und der Batterie 18a/ 18b ist nicht erforderlich. Dadurch werden bei der Fertigung Prozessschritte eingespart und die Herstellungskosten gesenkt. Zudem kann bereits im Produktionsprozess die Qualität der gesamten Einheit kontrolliert werden. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung können auch mehrere der vorangehend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 beschriebenen Schaltelemente 30 auf einem gemeinsamen Substrat 12 ausgebildet sein. Dadurch lassen sich komplexere Schaltungskonfigurationen erzeugen. Das Beispiel einer UND-Schaltung mit zwei erfindungsgemäßen Schaltelementen 30, 30' in Reihenschaltung ist in Figur 4 in einer schematischen Querschnittsansicht gezeigt. Figur 4 zeigt nur die Leiterbahnen und Schalter; die elektrische Spannungsquelle und die elektrischen Verbraucher sind in Figur 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt. Im ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ist die erste Leiterbahn 20 ausgebildet, welche teilweise mit einer zweiten Leiterbahn 22, welche auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats ausgebildet ist, überlappt und von der zweiten Leiterbahn 22 im Überlappungsbereich durch das Abstandselement 26 getrennt ist, wie vorangehend mit Bezug auf die Figuren 1 und 3 beschrieben wurde. Im Gegensatz zu der Konfiguration der Figuren 1 bis 3 ist die zweite Leiterbahn 22 an ihrem ersten Ende 22a jedoch nicht mit einem Batterieelement verbunden, sondern endet frei auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 und überlappt in diesem Bereich mit einer vierten Leiterbahn 32, welche wiederum auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12, aber getrennt von der ersten Leiterbahn 20, ausgebildet ist. Im Überlappungsbereich der zweiten Leiterbahn 22 mit der vierten Leiterbahn 32 ist ein zweites Abstandselement 26' ausgebildet, welches in seinem Aufbau und seiner Ausbildung dem Abstandselement 26 vollständig entspricht und einen Spalt 28' zwischen der zweiten Leiterbahn 22 und der vierten Leiterbahn 32 freilässt, durch den die zweite Leiterbahn 22 von der vierten Leiterbahn 30 räumlich und elektrisch getrennt ist. Dadurch wird ein zweites Schaltelement 30' ausgebildet, welches in seinem Aufbau und seiner Funktion dem ersten Schaltelement 30 entspricht. Ein Schließen des Stromkreises erfordert nun das Schließen beider Schaltelemente 30, 30', d.h. das Ausüben einer Druckkraft an zwei Stellen, nämlich in dem durch das erste Pfeilpaar angedeuteten Bereich des ersten Abstandselements 26 und gleichzeitig in dem durch das zweite Pfeilpaar angedeuteten Bereich des zweiten Abstandselements 26'. Auf diese Weise lässt sich eine UND-Schaltung implementieren. Auf ähnliche Weise lässt sich durch Parallelschaltung zweier Schaltelemente 30, 30' eine ODER-Schaltung ausbilden. An advantage of the circuit configuration of the invention over the prior art is that the electrochromic display element 16, the tracks 20, 22, 24, the battery elements 18a and 18b and the spacer 26 in the deployed configuration of Figure 1 can all be fabricated in one operation , The electrochemical voltage source is then activated by folding along the folding line 14, wherein the pressure switch 30 is formed in its open switch position simultaneously by overlapping the second conductor track 22 with the first conductor track 20 in the region of the spacer element 26. The overcoming of the difference in height or vertical distance between the first printed conductor 20 formed in the first partial region 12a of the substrate 12 and the second printed conductor 22 formed in the second partial region 12b of the substrate 12 takes place in the region of the switching element 30 and becomes synergetic with the reversible switching of the electrochromic display element 16 used. A subsequent electrical contacting of the electrochromic display element 16 with a switching element 30 and the battery 18 a / 18 b is not required. As a result, process steps are saved during production and the manufacturing costs are reduced. In addition, the quality of the entire unit can already be controlled in the production process. In the context of the solution according to the invention, several of the switching elements 30 described above with reference to FIGS. 1 to 3 may also be formed on a common substrate 12. This allows more complex circuit configurations to be generated. The example of an AND circuit with two switching elements 30, 30 'according to the invention in series connection is shown in FIG. 4 in a schematic cross-sectional view. Figure 4 shows only the tracks and switches; the electrical voltage source and the electrical consumers are not shown in Figure 4 for reasons of clarity. Formed in the first subregion 12a of the substrate 12 is the first printed conductor 20, which partially overlaps with a second printed conductor 22, which is formed on the second subregion 12b of the substrate, and is separated from the second printed conductor 22 in the overlapping region by the spacer element 26, such as previously described with reference to Figures 1 and 3. In contrast to the configuration of FIGS. 1 to 3, however, the second printed conductor 22 is not connected to a battery element at its first end 22a, but terminates freely on the second partial region 12b of the substrate 12 and overlaps in this region with a fourth printed conductor 32 which in turn on the first portion 12a of the substrate 12, but separated from the first conductor 20, is formed. In the overlap region of the second conductor track 22 with the fourth conductor track 32, a second spacer element 26 'is formed, which corresponds in its construction and its construction to the spacer element 26 completely and leaves a gap 28' between the second conductor track 22 and the fourth conductor track 32, through which the second conductor 22 is spatially and electrically separated from the fourth conductor 30. As a result, a second switching element 30 'is formed, which corresponds in its construction and its function to the first switching element 30. Closing the circuit now requires the closing of both switching elements 30, 30 ', ie the exertion of a compressive force at two points, namely in the area indicated by the first pair of arrows of the first spacer 26 and simultaneously in the direction indicated by the second pair of arrows area of the second spacer element 26 '. In this way, an AND circuit can be implemented. In a similar manner, an OR circuit can be formed by connecting two switching elements 30, 30 'in parallel.
Eine Displayeinheit kann in der Praxis eine Vielzahl von Anzeigeelementen umfassen, welche jeweils mit eigenen Spannungsquellen über Leiterbahnen und gegebenenfalls zusätzlich über jeweils zugehörige Schaltelemente verbunden sein können und die Komponenten eines zusammengesetzten Displays bilden. In Figur 5a ist ein Beispiel gezeigt, bei welchem sieben separate elektrochrome Anzeigeelemente 34a bis 34g zusammen eine 7-Segmentanzeige ausbilden. Die elektrochromen Anzeigeelemente 34a bis 34g sind auf dem flexiblen Substrat 12 ausgebildet und über jeweils separate Leiterbahnen 36a bis 36g mit entsprechenden elektrochemischen Spannungsquellen 38a bis 38g verbunden. Anstelle separater Spannungsquellen 38a bis 38g kann auch eine gemeinsame Spannungsquelle vorgesehen werden, welche mehrere oder alle Anzeigeelemente 34a bis 34g über die Leiterbahnen 36a bis 36b versorgt. In practice, a display unit may comprise a multiplicity of display elements, which in each case may be connected to individual voltage sources via printed conductors and, if appropriate, additionally via respective associated switching elements and which form the components of a composite display. FIG. 5a shows an example in which seven separate electrochromic display elements 34a to 34g together form a 7-segment display. The electrochromic display elements 34a to 34g are formed on the flexible substrate 12 and connected via respective separate conductor tracks 36a to 36g with corresponding electrochemical voltage sources 38a to 38g. Instead of separate voltage sources 38a to 38g, it is also possible to provide a common voltage source which supplies several or all display elements 34a to 34g via the printed conductors 36a to 36b.
Die elektrochromen Anzeigeelemente 34a bis 34g, Leiterbahnen 36a bis 36g und die elektrochemischen Spannungsquellen 38a bis 38g können auf dem Substrat 12 durch Drucken ausgebildet werden, vorzugsweise mittels des vorangehend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 beschriebenen Verfahrens im Siebdruck mit nachfolgender Faltung zur Aktivierung der Batterie. In jeder der Leiterbahnen 36a bis 36g können erfindungsgemäße Schaltelemente 30, 30' ausgebildet sein, wie sie vorangehend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben wurden. Sie sind in der Darstellung der Figur 5a aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt. Anstelle von oder zusätzlich zu den Schaltelemente in jeder der Leiterbahnen 36a bis 36g kann auch ein globaler Schalter zum gemeinsamen Verbinden aller Leiterbahnen 36a bis 36g mit der gemeinsamen Spannungsquelle ausgebildet sein. Diese Ausfuhrungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich ein nachfolgender Strukturierungsschritt erst mit einiger zeitlicher Verzögerung an das Drucken der elektrischen Komponenten und das Falten des Substrates bzw. die Aktivierung der Batterie/Batterien anschließt und ein vorzeitiges Erschöpfen der Batterie verhindert werden soll. Die Ausbildung der 7-Segmentanzeige der Figur 5a kann derart erfolgen, dass nach der Fertigstellung des Anzeigeelements bzw. nach der Aktivierung der elektrochemischen Spannungsquellen 38a bis 38g zunächst alle elektrochromen Anzeigeelemente 34a bis 34g aktiviert, d.h. mit Strom versorgt werden bzw. über die Schaltelemente oder den globalen Schalter aktivierbar sind. Dieser Zustand ist in Figur 5a gezeigt. Die elektrochromen Anzeigeelemente 34a bis 34g zeigen dann in der Zusammenschau die Zahl 8. Im Allgemeinen können auf diese Weise, gegebenenfalls durch zusätzliche 7-Segmentanzeigen, eine Vielzahl von Ziffern und/oder Mustern und/oder Buchstaben auf dem Substrat 12 dargestellt werden. The electrochromic display elements 34a to 34g, printed conductors 36a to 36g and the electrochemical voltage sources 38a to 38g may be formed on the substrate 12 by printing, preferably by screen printing followed by folding in order to activate the process described above with reference to Figs Battery. In each of the conductor tracks 36a to 36g switching elements 30, 30 'according to the invention can be formed, as described above with reference to FIGS. 1 to 4. They are not shown in the illustration of Figure 5a for reasons of clarity. Instead of or in addition to the switching elements in each of the printed conductors 36a to 36g, a global switch for common connection of all printed conductors 36a to 36g to the common voltage source may also be formed. This embodiment is particularly advantageous if a subsequent structuring step is followed by the printing of the electrical components and the folding of the substrate or the activation of the battery / batteries only with some time delay and premature exhaustion of the battery is to be prevented. The formation of the 7-segment display of Figure 5a can be such that after completion of the display element or after the activation of the electrochemical voltage sources 38a to 38g first all electrochromic display elements 34a to 34g activated, that are supplied with power or via the switching elements or the global switch can be activated. This condition is shown in FIG. 5a. The electrochromic display elements 34a to 34g will then show the figure 8 in general. In general, a plurality of numbers and / or patterns and / or letters may be displayed on the substrate 12, optionally with additional 7-segment displays.
In einem nachfolgenden Prozessschritt kann die Displayeinheit mit Hilfe eines Lasers strukturiert werden, um einzelne der elektrochromen Anzeigeelemente 34a bis 34g selektiv zu deaktivieren und mit den verbliebenen Anzeigeelementen ein gewünschtes Muster bzw. eine gewünschte Konfiguration darzustellen. Zur Strukturierung werden mit Hilfe des Lasers einzelne der Verbindungen zwischen den Anzeigeelementen 34a bis 34g und den zugehörigen elektrochemischen Spannungsquellen 38a bis 38g getrennt. Der Laser kann entweder die Schichten des Displays oder die entsprechenden Leiterbahnen 36a bis 36g durchtrennen. Bei Einsatz eines geeigneten Lasers, insbesondere eines YAG-Lasers (Yttrium-Aluminium- Granat-Lasers), lässt sich erreichen, dass der Laser nur die entsprechenden gedruckten Schichten, nicht jedoch das Substratmaterial 12 strukturiert. YAG-Laserstrahlen zeigen im Allgemeinen keine Wechselwirkung mit transparenten Materialien, wie beispielsweise PET- Folie, PP-Folie oder PE-Folie, werden jedoch durch schwarze oder metallische Leiterschichten absorbiert. Die Leiterbahnen werden daher durchtrennt, während die darüber liegende durchsichtige Folie unbeschädigt bleibt. Eine ähnliche Technik, jedoch für den Einsatz in Laserdruckern, und geeignete Folien sind in der Gebrauchsmusterschrift DE 200 17 501 Ul in weiteren Einzelheiten beschrieben. Die Strukturierung des Displayelements kann auf diese Weise ohne Oberflächenverletzung erfolgen, und die Einkapselung der gesamten Display-Einheit bleibt erhalten. In a subsequent process step, the display unit may be patterned by means of a laser to selectively deactivate individual ones of the electrochromic display elements 34a to 34g and to display a desired pattern or configuration with the remaining display elements. For structuring, with the aid of the laser, individual ones of the connections between the display elements 34a to 34g and the associated electrochemical voltage sources 38a to 38g are separated. The laser can either cut through the layers of the display or the corresponding tracks 36a to 36g. When using a suitable laser, in particular a YAG laser (yttrium aluminum garnet laser), it can be achieved that the laser structures only the corresponding printed layers, but not the substrate material 12. YAG laser beams generally do not interact with transparent materials, such as PET film, PP film or PE film, but are absorbed by black or metallic conductor layers. The printed conductors are therefore severed, while the overlying transparent film remains undamaged. A similar technique, however, for use in laser printers, and suitable films are described in the utility model DE 200 17 501 Ul in more detail. The structuring of the display element can be done in this way without surface damage, and the encapsulation of the entire display unit is maintained.
Ein selektives Trennen einzelner Leiterbahnen kann auch unter Verwendung eines C02- Lasers oder durch Stanzen erfolgen. Die vorangehend mit Bezug auf den YAG-Laser beschriebene Materialselektion besteht hier nicht. Jedoch kann die Eindringtiefe gesteuert werden, so dass selektiv jeweils nur einzelne Schichten eines Verbundes durchtrennt werden können. Selective separation of individual printed conductors can also be carried out using a C0 2 laser or by punching. The foregoing with reference to the YAG laser described material selection does not exist here. However, the penetration depth can be controlled, so that selectively only individual layers of a composite can be severed.
Die Trennung einzelner Leiterbahnen 36a bis 36g kann anstelle unter Verwendung eines Lasers oder durch Stanzen auch unter Verwendung von elektrischen Schaltelementen erfolgen, welche die entsprechenden Anzeigeelemente 34a bis 34g mit den elektrochemischen Spannungsquellen 38a bis 38g verbinden. The separation of individual printed conductors 36a to 36g can also take place by using a laser or by punching using electrical switching elements which connect the corresponding display elements 34a to 34g to the electrochemical voltage sources 38a to 38g.
In der in Figur 5b gezeigten Darstellung sind mit Hilfe eines YAG-Lasers oder Schalters beispielhaft die erste Leiterbahn 36a und die zweite Leiterbahn 36b unterbrochen, so dass die zugehörigen Anzeigeelemente 34a und 34b deaktiviert werden. Die 7-Segmentanzeige stellt dann anstelle der Zahl 8, die in Figur 5a als Ausgangskonfiguration gezeigt ist, die Zahl 6 dar. In the illustration shown in FIG. 5b, the first interconnect 36a and the second interconnect 36b are interrupted by way of example with the aid of a YAG laser or switch, so that the associated display elements 34a and 34b are deactivated. The 7-segment display then represents the number 6 instead of the number 8 shown in Figure 5a as the initial configuration.
Fig. 6 zeigt schematisch in einer auseinandergezogenen Darstellung den Aufbau eines aus zwei Teilelementen 18a und 18b aufgebauten gedruckten Batterieelements 18, wie es in Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Fig. 6 shows schematically in an exploded view the structure of a built-up of two sub-elements 18a and 18b printed battery element 18, as can be used in embodiments of the present invention.
Das Anodenelement 18a umfasst einen auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildeten ersten Abnehmer 40a, welcher eine gedruckte Metallschicht umfasst, die mit der dritten Leiterbahn 24 verbunden ist. Das Anodenelement 18a umfasst ferner eine Anodenschicht 42a, welche auf dem ersten Abnehmer 40a ausgebildet ist und mit ihm elektrisch in Kontakt steht. Die Anodenschicht 42a kann beispielsweise eine Schicht von Mangandioxid (Mn02)-Tinte sein, welche auf dem Abnehmer 40a aufgebracht ist. Ferner umfasst das Anodenelement 18a eine Elektrolytschicht 44, beispielsweise ein in Kochsalzlösung getränktes Vlies, welches mit der Anodenschicht 42a in elektrischem Kontakt steht. Die Elektrolytschicht 44 kann sowohl der Anodengruppe 18a als auch der Kathodengruppe 18b zugeordnet werden. Das Kathodenelement 18b ist entsprechend aufgebaut und umfasst einen metallischen, auf den zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 gedruckten zweiten Abnehmer 40b, welcher elektrisch mit der zweiten Leiterbahn 22 verbunden ist. Unterhalb des zweiten Abnehmers 40b und mit diesem elektrisch in Kontakt schließt sich die Kathodenschicht 42b an, beispielsweise eine gedruckte Zinn-Schicht oder Aluminium-Schicht. The anode element 18a comprises a first pickup 40a formed on the first portion 12a of the substrate 12 and comprising a printed metal layer connected to the third line 24. The anode element 18a further comprises an anode layer 42a which is formed on the first pickup 40a and is in electrical contact therewith. The anode layer 42a may be, for example, a layer of manganese dioxide (Mn0 2 ) ink deposited on the pickup 40a. Furthermore, the anode element 18a comprises an electrolyte layer 44, for example a nonwoven soaked in saline solution, which is in electrical contact with the anode layer 42a. The electrolyte layer 44 may be assigned to both the anode group 18a and the cathode group 18b. The cathode element 18 b has a corresponding structure and comprises a metallic second pickup 40 b printed on the second subregion 12 b of the substrate 12, which is electrically connected to the second printed conductor 22. Underneath the second pickup 40b and in electrical contact therewith is the cathode layer 42b, for example a printed tin or aluminum layer.
Gute Ergebnisse konnten in einer Konfiguration erzielt werden, in welcher die Anodenschicht 42a Mangandioxid umfasst und die Kathodenschicht 42b eine Aluminium-Folie umfasst. In diesem Fall konnten stabile Spannungen im Bereich von 0,7 V erhalten werden. Good results could be obtained in a configuration in which the anode layer 42a comprises manganese dioxide and the cathode layer 42b comprises an aluminum foil. In this case, stable voltages in the range of 0.7 V could be obtained.
Optional und vorzugsweise umfasst das Anodenelement 18a und/oder das Kathodenelement 18b jeweils Siegelschichten 46a und 46b, welche ringsum den ersten Abnehmer 40a beziehungsweise rings um den zweiten Abnehmer 40b ausgebildet sind und den ersten Abnehmer 40a beziehungsweise den zweiten Abnehmer 40b direkt mit dem entsprechenden Substrat 12a, 12b versiegeln. Eine solche Versiegelung gewährleistet, dass die Elektrolytschicht 44 nur mit der Anodenschicht 42a beziehungsweise der Kathodenschicht 42b in Berührung kommt, nicht dagegen mit den Abnehmern 40a, 40b. Optionally and preferably, the anode element 18a and / or the cathode element 18b each comprise sealing layers 46a and 46b, which are formed around the first pickup 40a or around the second pickup 40b and the first pickup 40a and the second pickup 40b, respectively, directly to the corresponding substrate 12a , 12b seal. Such sealing ensures that the electrolyte layer 44 only comes into contact with the anode layer 42a or the cathode layer 42b, but not with the consumers 40a, 40b.
Die Siegelschichten 46a, 46b lassen sich durch Verschmelzen versiegelbarer Folien unter Druck und Hitze ausbilden. Der dabei entstehende Verbund ist feuchtigkeits- und luftundurchlässig. Durch Siegeln rund um den ersten Abnehmer 40a beziehungsweise den zweiten Abnehmer 40b entsteht eine Kammer, die von äußeren Einflüssen geschützt ist und in welche die Elektrodenschichten 42a, 42b und die Elektrolytschicht 44 aufgenommen sind. Die Erfinder konnten guten Siegelergebnisse mit verstreckten/orientierten Polypropylenfolien (OPP -Folien) bei 90° Celsius, Polyethylen- Verbundfolien bei 115° Celsius und Verbund- Aluminiumfolien bei 190° Celsius erreichen. Der Siegeldruck betrug dabei l,8kp/cm2und die Anpressdauer circa eine Sekunde. Die Elektrolytschicht 44 kann beim Ausbilden des Batterieelements 18 auch als letzter Schritt hinzugefügt werden, bevor das Modul versiegelt wird. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Elektrolytschicht 44 nicht durch nachfolgende Trocknungsprozesse thermisch belastet wird. The seal layers 46a, 46b can be formed by fusing sealable films under pressure and heat. The resulting composite is moisture and air impermeable. By sealing around the first pickup 40a and the second pickup 40b, respectively, a chamber is formed which is protected from external influences and into which the electrode layers 42a, 42b and the electrolyte layer 44 are accommodated. The inventors were able to achieve good sealing results with stretched / oriented polypropylene films (OPP films) at 90 ° Celsius, polyethylene composite films at 115 ° Celsius and composite aluminum films at 190 ° Celsius. The sealing pressure amounted to l, 8kp / cm 2 and the contact duration about one second. The electrolyte layer 44 may also be added as a last step in forming the battery element 18 before the module is sealed. An advantage of this embodiment is that the electrolyte layer 44 is not thermally stressed by subsequent drying processes.
Fig. 7a zeigt eine Schaltgruppe 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche der in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Schaltgruppe sehr ähnlich ist. Die Schaltgruppe 10 der Fig. 7a unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Schaltgruppe zum einen dadurch, dass nicht das Batterieelement 18, sondern das Anzeigeelement 16 zweiteilig ausgebildet ist. Zum anderen verläuft die Faltlinie 14 quer statt längs zu den Leiterbahnen. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 3 verwiesen. FIG. 7 a shows a switching group 10 according to a further embodiment of the invention, which is very similar to the switching group described in FIGS. 1 to 3. The switching group 10 of FIG. 7a differs from the switching group shown in FIGS. 1 to 3 on the one hand in that not the battery element 18, but the display element 16 is formed in two parts. On the other hand, the fold line 14 extends transversely instead of longitudinally to the conductor tracks. Incidentally, reference is made to the description of FIGS. 1 to 3.
Ein erstes Teilelement 16a des Anzeigeelements 16 ist auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildet und mit dem Batterieelement 18, welches einteilig auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildet ist, über die dritte Leiterbahn 24 auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 verbunden. Das Batterieelement 18 ist ferner über eine zweite Leiterbahn 22, welche ebenfalls auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildet ist, mit einem Abstandselement 26 verbunden. A first subelement 16a of the display element 16 is formed on the first subregion 12a of the substrate 12 and connected to the battery element 18, which is integrally formed on the first subregion 12a of the substrate 12, via the third conductive trace 24 on the first subregion 12a of the substrate 12 , The battery element 18 is further connected to a spacer element 26 via a second conductor track 22, which is likewise formed on the first subregion 12a of the substrate 12.
Ein zweites Teilelement 16b des Anzeigeelements 16 ist auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildet und mit einer ersten Leiterbahn 20 verbunden, so dass sich beim Falten des zweiten Teilbereichs 12b über den ersten Teilbereich 12a entlang der Faltlinie 14 das zweite Teilelement 16b des Anzeigeelements 16 mit dem ersten Teilelement 16a des Anzeigeelements 16 überlappt und die erste Leiterbahn 20 im Bereich des Abstandselements 26 mit dem Ende der zweiten Leiterbahn 22 überlappt. Durch Falten entlang der Faltlinie 14 und Verbinden des ersten Teilelements 16a des Anzeigeelements 16 mit dem zweiten Teilelement 16b des Anzeigeelements 16 wird das elektrochrome Anzeigeelement ausbildet und gleichzeitig die erste Leiterbahn 20 mit der zweiten Leiterbahn 22 zumindest abschnittsweise in Deckung gebracht. Beim Ausüben eines Drucks auf den ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 und/oder den zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 im Bereich des Abstandselements 26 können anschließend die erste Leiterbahn 20 und die zweite Leiterbahn 22 miteinander in Kontakt gebracht werden, so dass der Stromkreis geschlossen wird. A second subelement 16b of the display element 16 is formed on the second subregion 12b of the substrate 12 and connected to a first conductive trace 20 so that the second subelement 16b of the indicator element 16 extends along the fold line 14 when the second subregion 12b is folded over the first subregion 12a overlaps with the first sub-element 16a of the display element 16 and the first conductor track 20 overlaps in the region of the spacer element 26 with the end of the second conductor track 22. By folding along the fold line 14 and connecting the first subelement 16a of the display element 16 with the second subelement 16b of the display element 16, the electrochromic display element is formed and at the same time the first conductor track 20 is at least partially aligned with the second conductor track 22. When exerting pressure on the first section 12a of the substrate 12 and / or the second portion 12b of the substrate 12 in the region of the spacer 26, the first conductor 20 and the second conductor 22 can then be brought into contact with each other, so that the circuit is closed.
Fig. 7b zeigt eine Schaltgruppe 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche sich von der Schaltgruppe der Fig. 7a dadurch unterscheidet, dass sowohl das elektrochrome Anzeigeelement 16 als auch das Batterieelement 18 zweiteilig ausbildet sind und das Substrat 12 in drei Teilbereiche 12a, 12b, 12c unterteilt ist. 7b shows a switching group 10 according to a further embodiment of the invention, which differs from the switching group of FIG. 7a in that both the electrochromic display element 16 and the battery element 18 are formed in two parts and the substrate 12 into three subregions 12a, 12b , 12c is divided.
Der erste Teilbereich 12a des Substrats 12 umfasst ein erstes Teilelement 16a des Anzeigeelements 16 und ein Anodenelement 18a des Batterieelements 18. Das erste Teilelement 16a des Anzeigeelements 16 ist über eine auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildete fünfte Leiterbahn 48 mit einem Abstandselement 26' verbunden, während das Anodenelement 18a des Batterieelements 18 über die zweite Leiterbahn 22 auf dem ersten Teilbereich 12ades Substrats 12 mit dem Abstandselement 26 verbunden ist. The first partial region 12a of the substrate 12 comprises a first partial element 16a of the display element 16 and an anode element 18a of the battery element 18. The first partial element 16a of the display element 16 is connected to a spacer element 26 'via a fifth printed conductor 48 formed on the first partial region 12a of the substrate 12. connected while the anode member 18a of the battery element 18 is connected via the second conductor 22 on the first portion 12ade of substrate 12 with the spacer 26.
Der zweite Teilbereich 12b des Substrats 12 umfasst das zweite Teilelement 16b des Anzeigeelements 16, welches mit einer auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildeten ersten Leiterbahn 20 verbunden ist. Entsprechend umfasst der dritte Teilbereich 12c des Substrats 12 das Kathodenelement 18b des Batterieelements 18, welches mit einer auf dem dritten Teilbereich 12c des Substrats 12 ausgebildeten sechsten Leiterbahn 50 verbunden ist. Durch Falten des zweiten Teilbereichs 12b des Substrats 12 über den ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 entlang der Faltlinie 14 wird das zweite Teilelement 16b des Anzeigeelements 16 mit dem ersten Teilelement 16a des Anzeigeelements 16 in Deckung gebracht. Gleichzeitig fluchtet das Ende der ersten Leiterbahn 20 mit dem Ende der zweiten Leiterbahn 22 und wird von ihr durch das Abstandselement 26 räumlich und elektrisch getrennt. Entsprechend wird durch Falten des dritten Teilbereichs 12c des Substrats 12 über den ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 entlang der Faltlinie 14' das Kathodenelement 18b des Batterieelements 18 mit dem Anodenelement 18a des Batterieelements 18 in Deckung gebracht und verbunden. Gleichzeitig fluchtet das Ende der sechsten Leiterbahn 50 mit dem Ende der fünften Leiterbahn 48 und wird von ihm durch Abstandselement 26' räumlich und elektrisch getrennt. The second partial region 12b of the substrate 12 comprises the second partial element 16b of the display element 16, which is connected to a first conductive path 20 formed on the second partial region 12b of the substrate 12. Correspondingly, the third subregion 12c of the substrate 12 comprises the cathode element 18b of the battery element 18, which is connected to a sixth conductive trace 50 formed on the third subregion 12c of the substrate 12. By folding the second portion 12 b of the substrate 12 over the first portion 12 a of the substrate 12 along the fold line 14, the second sub-element 16 b of the display element 16 is brought into coincidence with the first sub-element 16 a of the display element 16. At the same time the end of the first conductor 20 is aligned with the end of the second conductor 22 and is separated from it by the spacer 26 spatially and electrically. Accordingly, by folding the third portion 12c of the substrate 12 over the first portion 12a of the substrate 12 along the fold line 14 ', the cathode member 18b of the battery member 18 is registered with and connected to the anode member 18a of the battery member 18. At the same time, the end of the sixth printed conductor 50 is flush with the end of the fifth printed conductor 48 and is spatially and electrically separated from it by spacer element 26 '.
Das Schließen des Stromkreises erfordert in der Ausführungsform der Fig. 7b das gleichzeitige Überwinden des Abstands zwischen den Leiterbahnen 20 und 22 und zwischen den Leiterbahnen 48 und 50 im Bereich der Abstandselemente 26, 26'. Auf diese Weise wird wiederum eine UND-Schaltung realisiert. The closing of the circuit requires in the embodiment of Fig. 7b, the simultaneous overcoming of the distance between the tracks 20 and 22 and between the tracks 48 and 50 in the region of the spacers 26, 26 '. In this way, in turn, an AND circuit is realized.
Fig. 8 zeigt eine Reihenschaltung von drei Batterieelementen 18, 18', 18", wie sie im Rahmen aller vorangehend beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden kann, um höhere Spannungswerte zu erzielen. FIG. 8 shows a series connection of three battery elements 18, 18 ', 18 ", as it can be used in the context of all the embodiments described above, in order to achieve higher voltage values.
In dem in Fig. 8a gezeigten ersten Fertigungsschritt werden auf den ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 beziehungsweise auf den zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 Verbindungsleiterbahnen 52, 52' zur Verbindung zwischen den (später aufgedruckten) Batterieelementen 18, 18', 18" sowie Versorgungsleiterbahnen 54, 54' zum Anschluss eines elektrischen Verbrauchers, beispielsweise eines Anzeigeelements (nicht gezeigt), aufgedruckt. Auch werden in diesem Schritt an den vorbestimmten Positionen auf dem ersten Teilbereich 12a und dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12, an welchen die Batterieelemente 18, 18', 18" vorgesehen sind, elektrische Abnehmer 40 zusammen mit den Verbindungsleiterbahnen 52, 52' beziehungsweise den Versorgungsleiterbahnen 54, 54' aufgedruckt. In the first production step shown in FIG. 8a, connecting conductor tracks 52, 52 'for connection between the (later printed) battery elements 18, 18', 18 "and supply conductor tracks are formed on the first partial area 12a of the substrate 12 or on the second partial area 12b of the substrate 12 Also, in this step, at the predetermined positions on the first portion 12a and the second portion 12b of the substrate 12, to which the battery elements 18, 18 are printed ', 18 "are provided, electrical pickup 40 together with the connecting lines 52, 52' and the supply conductor tracks 54, 54 'printed.
Nach dem Drucken der Verbindungsleiterbahnen 52, 52', Versorgungsleiterbahnen 54, 54' und Abnehmer 40 werden in einem zweiten Teilschritt, welcher in Fig. 8b veranschaulicht ist, Anodenelemente 18a, 18'a, 18"a und Kathodenelemente 18b, 18'b, 18"b auf den ersten Teilbereich 12a beziehungsweise auf den zweiten Teilbereich 12b des Substrats auf die elektrischen Abnehmer 40 gedruckt, so dass sie mit den Verbindungsleiterbahnen 52, 52' beziehungsweise Versorgungsleiterbahnen 54, 54' elektrisch in Kontakt stehen. Nach dem zweiten Teilschritt sind die Kathodenelemente 18b und 18'b durch die Verbindungsleiterbahn 52' verbunden, welche auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildet ist. Die Anodenelemente 18'a und 18"a sind in ähnlicher Weise durch die Verbindungsleiterbahn 52 verbunden, welche auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 ausgebildet ist. Das Anodenelement 18a und das Kathodenelement 18"b sind über die Versorgungsleiterbahn 54 beziehungsweise 54', welche auf dem ersten Teilbereich 12a des Substrats 12 beziehungsweise auf dem zweiten Teilbereich 12b des Substrats 12 ausgebildet sind, mit dem elektrischen Verbraucher (in Fig. 8 nicht gezeigt) verbunden. Durch Falten des zweiten Teilbereichs 12b über den ersten Teilbereich 12a entlang der Faltlinie 14 werden die Kathodenelemente 18b, 18'b, 18"b mit den Anodenelementen 18a, 18'a, 18"a in Deckung gebracht, und der Stromkreis kann geschlossen werden. After the printing of the interconnect tracks 52, 52 ', supply tracks 54, 54' and pickup 40, in a second sub-step, which is illustrated in FIG. 8b, Anode elements 18a, 18'a, 18 "a and cathode elements 18b, 18'b, 18" b printed on the first portion 12a and on the second portion 12b of the substrate on the electrical pickup 40 so that they are connected to the interconnect lines 52, 52nd 'or supply conductor tracks 54, 54' are electrically in contact. After the second substep, the cathode elements 18b and 18'b are connected by the connection trace 52 'formed on the second portion 12b of the substrate 12. The anode elements 18'a and 18''a are similarly connected by the interconnect trace 52 formed on the first portion 12a of the substrate 12. The anode element 18a and the cathode element 18''b are via the supply trace 54 and 54 ', respectively are formed on the first portion 12a of the substrate 12 and on the second portion 12b of the substrate 12, respectively, connected to the electrical load (not shown in Fig. 8). By folding the second portion 12b over the first portion 12a along the fold line 14, the cathode members 18b, 18'b, 18 "b are aligned with the anode members 18a, 18'a, 18" a, and the circuit can be closed.
Die Erfinder haben in Versuchen mit einer Reihenschaltung von drei Batterieelementen 18, 18', 18", deren Anodenelement jeweils Mangandioxid (Mn02) und deren Kathodenelement jeweils Aluminium-Folie umfasst, stabile Spannungen im Bereich von 2,3 V erhalten. The inventors have obtained in experiments with a series circuit of three battery elements 18, 18 ', 18 ", the anode element respectively manganese dioxide (Mn0 2 ) and the cathode element each aluminum foil, stable voltages in the range of 2.3 V.
Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und die Figuren dienen nur der Veranschaulichung der Erfindung und der mit ihr erzielten vorteilhaften Effekte, sollen die Erfindung aber nicht beschränken. Der Umfang der Erfindung ergibt sich allein aus den nachfolgenden Ansprüchen. The description of the preferred embodiments and the figures serve only to illustrate the invention and the advantageous effects achieved with it, but are not intended to limit the invention. The scope of the invention arises solely from the following claims.
Bezugszeichen reference numeral
10 Schaltelement 10 switching element
12 Substrat  12 substrate
12a erster Teilbereich des Substrats 12  12 a first portion of the substrate 12th
12b zweiter Teilbereich des Substrats 12  12 b second subregion of the substrate 12
12c dritter Teilbereich des Substrats 12  12c third portion of the substrate 12th
14, 14' Faltlinie  14, 14 'fold line
16 elektrochromes Anzeigeelement  16 electrochromic display element
16a erstes Teilelement des Anzeigeelements 16 16 a first subelement of the display element 16
16b zweites Teilelement des Anzeigelements 1616b second sub-element of the display element 16th
18, 18', 18" Batterieelement 18, 18 ', 18 "battery element
18a, 18'a, 18"a Anodenelement  18a, 18'a, 18 "an anode element
18b, 18*b, 18"b Kathodenelement 18b, 18 * b, 18 "b cathode element
20 erste Leiterbahn  20 first trace
20a erstes Ende der ersten Leiterbahn 20  20a first end of the first conductor path 20
20b zweites Ende der ersten Leiterbahn 20  20b second end of the first conductor 20 20th
22 zweite Leiterbahn  22 second trace
22a erstes Ende der zweiten Leiterbahn 22  22 a first end of the second conductor track 22
22b zweites Ende der zweiten Leiterbahn 22  22b second end of the second conductor track 22nd
24 dritte Leiterbahn  24 third track
24a erstes Ende der dritten Leiterbahn 24  24a first end of the third track 24th
24b zweites Ende der dritten Leiterbahn 24  24b second end of the third track 24th
26, 26' Abstandselement  26, 26 'spacer element
28, 28' Öffnung/Spalt des Abstandselements 26 bzw. 26' , 30' Schaltelemente 28, 28 'opening / gap of the spacer element 26 or 26' , 30 'switching elements
vierte Leiterbahna erstes Ende der vierten Leiterbahn 30a - 34g elektrochrome Anzeigeelementea - 36g Leiterbahnen fourth trace at the first end of the fourth trace 30a - 34g electrochromic display elements - 36g trace
a - 38g elektrochemische Spannungsquellen a - 38g electrochemical voltage sources
Abnehmer customer
a erster Abnehmera first customer
b zweiter Abnehmerb second customer
a Anodenschichtan anode layer
b Kathodenschicht b cathode layer
Elektrolytschichta erste Siegelschicht Electrolyte layer first sealant layer
b zweite Siegelschicht b second sealing layer
fünfte Leiterbahn sechste Leiterbahn, 52' Verbindungsleiterbahnen fifth interconnect sixth interconnect, 52 'interconnect lines
, 54' Versorgungsleiterbahnen , 54 'supply conductors

Claims

Ansprüche claims
1. Schaltgruppe (10) mit: 1st switching group (10) with:
einer ersten Substratschicht (12a), auf welcher eine erste Leiterbahn (20) ausgebildet ist, wobei die erste Leiterbahn (20) mit einem elektrischen Verbraucher (16) verbunden ist; einer zweiten Substratschicht (12b), auf welcher eine zweite Leiterbahn (22) ausgebildet ist, wobei die zweite Leiterbahn (22) mit einer elektrischen Spannungsquelle (18a, 18b) verbunden ist und die erste Leiterbahn (20) zumindest teilweise überlappt;  a first substrate layer (12a) on which a first printed conductor (20) is formed, wherein the first printed conductor (20) is connected to an electrical consumer (16); a second substrate layer (12b) on which a second printed conductor (22) is formed, wherein the second printed conductor (22) is connected to an electrical voltage source (18a, 18b) and at least partially overlaps the first printed conductor (20);
einem Schaltelement (30, 30') mit einem Abstandselement (26, 26'), welches in einer offenen Schalterstellung des Schaltelements (30, 30') die zweite Leiterbahn (22) von der ersten Leiterbahn (20) räumlich und elektrisch trennt;  a switching element (30, 30 ') having a spacer element (26, 26') which, in an open switch position of the switching element (30, 30 ') spatially and electrically separates the second conductor track (22) from the first conductor track (20);
wobei das Abstandselement (26, 26') derart ausgebildet ist, dass das Schaltelement (30, 30') durch Ausüben einer Druckkraft auf die erste Substratschicht (12a) und/oder zweite Substratschicht (12b) in eine geschlossene Schalterstellung übergeht, in welcher die zweite Leiterbahn (22) die erste Leiterbahn (20) berührt.  wherein the spacer element (26, 26 ') is designed in such a way that the switching element (30, 30') changes into a closed switch position by exerting a compressive force on the first substrate layer (12a) and / or second substrate layer (12b), in which the second conductor track (22) touches the first conductor track (20).
2. Schaltgruppe nach Anspruch 1, bei welchem das Abstandselement (26, 26') auf der ersten Leiterbahn (20) und/oder auf der zweiten Leiterbahn (22) aufliegt. 2. Switching group according to claim 1, wherein the spacer element (26, 26 ') on the first conductor track (20) and / or on the second conductor track (22) rests.
3. Schaltgruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Abstandselement (26, 26') ein Ringelement, insbesondere ein Kreisringelement, ist. 3. Switching group according to claim 1 or 2, wherein the spacer element (26, 26 ') is a ring element, in particular a circular ring element.
4. Schaltgruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die erste Leiterbahn (20) über ein zweites Schaltelement (30, 30') mit dem elektrischen Verbraucher (16) verbunden ist und/oder die zweite Leiterbahn (22) über ein drittes Schaltelement (30, 30') mit der elektrischen Spannungsquelle (18a, 18b) verbunden ist, wobei das zweite Schaltelement (30, 30') und/oder das dritte Schaltelement (30, 30') vorzugsweise ein Schaltelement nach einem der vorangehenden Ansprüche ist. 4. Switching group according to one of the preceding claims, wherein the first conductor track (20) via a second switching element (30, 30 ') to the electrical load (16) is connected and / or the second conductor track (22) via a third switching element ( 30, 30 ') is connected to the electrical voltage source (18a, 18b), wherein the second switching element (30, 30') and / or the third switching element (30, 30 ') is preferably a switching element according to one of the preceding claims.
5. Schaltgruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der elektrische Verbraucher (16) zumindest teilweise auf der ersten Substratschicht (12a) ausgebildet ist und/oder die elektrische Spannungsquelle (18a, 18b) zumindest teilweise auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet ist. 5. Switching group according to one of the preceding claims, wherein the electrical load (16) at least partially on the first substrate layer (12a) is formed and / or the electrical voltage source (18a, 18b) at least partially on the second substrate layer (12b) is formed ,
6. Schaltgruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche mit mehreren elektrischen Spannungsquellen (18, 18', 18"), welche auf der ersten Substratschicht (12a) und/oder auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet sind, wobei die mehreren elektrischen Spannungsquellen (18, 18', 18") über Leiterbahnen (52, 52') miteinander verbunden sind, insbesondere in Reihe geschaltet sind. 6. Switching group according to one of the preceding claims with a plurality of electrical voltage sources (18, 18 ', 18 ") which are formed on the first substrate layer (12a) and / or on the second substrate layer (12b), wherein the plurality of electrical voltage sources (18 , 18 ', 18 ") via interconnects (52, 52') are interconnected, in particular in series.
7. Schaltgruppe nach Anspruch 6 mit mindestens drei Spannungsquellen (18, 18', 18"), wobei jeweils zwei Spannungsquellen (18, 18', 18") durch eine Leiterbahn (52, 52')miteinander verbunden sind, wobei eine erste Teilmenge der Leiterbahnen (52, 52') auf der ersten Substratschicht (12a) ausgebildet ist und eine zweite Teilmenge der Leiterbahnen (52, 52') auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet ist. 7. Switching group according to claim 6 with at least three voltage sources (18, 18 ', 18 "), wherein in each case two voltage sources (18, 18', 18") by a conductor track (52, 52 ') are interconnected, wherein a first subset the conductor tracks (52, 52 ') are formed on the first substrate layer (12a) and a second subset of the conductor tracks (52, 52') is formed on the second substrate layer (12b).
8. Schaltgruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die elektrische Spannungsquelle (18b) einen Abnehmer (40b) aufweist, welcher auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet und mit der zweiten Leiterbahn (22) verbunden ist, und eine Siegelschicht (46b) aufweist, wobei die Siegelschicht (46b) vorzugsweise rings um den Abnehmer (40b) auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet ist. 8. Switching group according to one of the preceding claims, in which the electrical voltage source (18b) has a pickup (40b) which is formed on the second substrate layer (12b) and connected to the second conductor track (22), and a sealing layer (46b) wherein the sealing layer (46b) is preferably formed around the pickup (40b) on the second substrate layer (12b).
9. Schaltgruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die erste Substratschicht (12a) und die zweite Substratschicht (12b) Teilbereiche einer zusammenhängenden gefalteten Substratschicht (12) sind. 9. Switching group according to one of the preceding claims, wherein the first substrate layer (12a) and the second substrate layer (12b) are portions of a contiguous folded substrate layer (12).
10. Verfahren zum Ausbilden einer Schaltgruppe mit folgenden Schritten: 10. Method for forming a switching group with the following steps:
Ausbilden einer ersten Leiterbahn (20) und eines elektrischen Verbrauchers (16) auf einer ersten Substratschicht (12a);  Forming a first conductive line (20) and an electrical load (16) on a first substrate layer (12a);
Ausbilden einer zweiten Leiterbahn (22) und zumindest eines Teils (18b) einer elektrischen Spannungsquelle auf einer zweiten Substratschicht (12b);  Forming a second conductive trace (22) and at least a portion (18b) of an electrical voltage source on a second substrate layer (12b);
Aufbringen eines Abstandselement (26, 26') auf die erste Leiterbahn (20) und/oder zweite Leiterbahn (22); und Verbinden zumindest eines Teils der zweiten Substratschicht (12b) mit zumindest einem Teil der ersten Substratschicht (12a) derart, dass die zweite Leiterbahn (22) mit der ersten Leiterbahn (20) im Bereich des Abstandselements (26, 26') zumindest teilweise überlappt. Applying a spacer element (26, 26 ') to the first printed conductor (20) and / or second printed conductor (22); and Connecting at least a portion of the second substrate layer (12b) with at least a portion of the first substrate layer (12a) such that the second conductor track (22) at least partially overlaps the first conductor track (20) in the region of the spacer element (26, 26 ').
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die erste Leiterbahn (20) und/oder der elektrische Verbraucher (16) auf die erste Substratschicht (12a) gedruckt werden und/oder bei welchem die zweite Leiterbahn (20) und/oder die elektrische Spannungsquelle (18b) auf die zweite Substratschicht (12b) gedruckt werden und/oder bei welchem das Abstandselement (26, 26') auf die erste Leiterbahn (20) und/oder zweite Leiterbahn (22) gedruckt wird, wobei das Drucken jeweils vorzugsweise ein Siebdrucken umfasst. 11. The method according to claim 10, wherein the first printed conductor (20) and / or the electrical load (16) are printed on the first substrate layer (12a) and / or in which the second printed conductor (20) and / or the electrical voltage source (18b) are printed on the second substrate layer (12b) and / or in which the spacer element (26, 26 ') is printed on the first printed conductor (20) and / or second printed conductor (22), the printing in each case preferably being a screen printing includes.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem eine erste Komponente (18a) der elektrischen Spannungsquelle, welche eine erste Elektrode umfasst, auf der ersten Substratschicht (12a) ausgebildet wird, vorzugsweise gedruckt wird, und eine zweite Komponente (18b) der elektrischen Spannungsquelle, welche eine zweite Elektrode umfasst, auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet wird, vorzugsweise gedruckt wird, wobei die zweite Komponente (18b) der elektrischen Spannungsquelle mit der zweiten Leiterbahn (22) verbunden wird und die zweite Substratschicht (12b) mit der ersten Substratschicht (12a) derart verbunden wird, dass die zweite Komponente (18b) zumindest teilweise mit der ersten Komponente (18a) in Kontakt gebracht wird. 12. The method according to claim 10 or 11, wherein a first component (18a) of the electrical voltage source, which comprises a first electrode on the first substrate layer (12a) is formed, preferably printed, and a second component (18b) of the electrical Voltage source comprising a second electrode, on the second substrate layer (12 b) is formed, is preferably printed, wherein the second component (18 b) of the electrical voltage source with the second conductor (22) is connected and the second substrate layer (12 b) with the first substrate layer (12a) is connected such that the second component (18b) is at least partially brought into contact with the first component (18a).
13. Verfahren nach Anspruch 12 mit zusätzlich den Schritten des Ausbildens, vorzugsweise Druckens, einer dritten Leiterbahn (24) auf der ersten Substratschicht (12a) und des elektrischen Verbindens der ersten Komponente (18a) der Spannungsquelle mit der dritten Leiterbahn (24) an einem ersten Ende (24a) der dritten Leiterbahn (24) und des elektrischen Verbindens des Verbrauchers (16) mit der dritten Leiterbahn (24) an einem dem ersten Ende (24a) entgegengesetzten zweiten Ende (24b) der dritten Leiterbahn (24). 13. The method of claim 12, further comprising the steps of forming, preferably printing, a third trace (24) on the first substrate layer (12a) and electrically connecting the first component (18a) of the voltage source to the third trace (24) at one first end (24a) of said third trace (24) and electrically connecting said load (16) to said third trace (24) at a second end (24b) of said third trace (24) opposite said first end (24a).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei welchem die erste Substratschicht (12a) und die zweite Substratschicht (12b) Teilbereiche einer zusammenhängenden Substratschicht (12) sind, wobei der Schritt des Verbindens das zumindest teilweise Falten des zweiten Teilbereichs (12b) der Substratschicht (12) über den ersten Teilbereich (12a) der Substratschicht (12) umfasst. The method of any of claims 10 to 13, wherein the first substrate layer (12a) and the second substrate layer (12b) are portions of a continuous substrate layer (12), wherein the bonding step at least partially Folding the second portion (12b) of the substrate layer (12) over the first portion (12a) of the substrate layer (12).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei welchem ein erster Teil (16a) des elektrischen Verbrauchers (16) auf der ersten Substratschicht (12a) ausgebildet wird und ein zweiter Teil (16b) des elektrischen Verbrauchers (16) auf der zweiten Substratschicht (12b) ausgebildet wird, wobei der Schritt des Verbindens das Verbinden des ersten Teils (16a) des elektrischen Verbrauchers (16) mit dem zweiten Teil (16b) des elektrischen Verbrauchers (16) umfasst, vorzugsweise durch zumindest teilweises Falten des zweiten Teilbereichs (12b) der Substratschicht (12) über den ersten Teilbereich (12a) der Substratschicht (12). 15. The method according to any one of claims 10 to 14, wherein a first part (16a) of the electrical load (16) on the first substrate layer (12a) is formed and a second part (16b) of the electrical load (16) on the second Substrate layer (12b) is formed, wherein the step of connecting comprises connecting the first part (16a) of the electrical load (16) with the second part (16b) of the electrical load (16), preferably by at least partially folding the second portion (16). 12b) of the substrate layer (12) over the first portion (12a) of the substrate layer (12).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Ausbilden zumindest eines Teils (18b) der elektrischen Spannungsquelle (18) auf der zweiten Substratschicht (12b) das Siegeln eines Abnehmers (40b), welcher mit der zweiten Leiterbahn (22) verbunden ist, mit der zweiten Substratschicht (12b) umfasst, wobei das Siegeln vorzugsweise rings um den Abnehmer (40b) erfolgt. 16. The method of claim 10, wherein forming at least a portion of the electrical voltage source on the second substrate layer comprises sealing a pickup connected to the second conductor track is with the second substrate layer (12b), wherein the sealing preferably takes place around the pickup (40b).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16 mit folgenden Schritten: 17. The method according to any one of claims 10 to 16 with the following steps:
Ausbilden zumindest einer elektrischen Spannungsquelle (18a, 18b; 38a - 38g) auf der ersten (12a) und/oder zweiten (12b) Substratschicht;  Forming at least one electrical voltage source (18a, 18b, 38a-38g) on the first (12a) and / or second (12b) substrate layer;
Ausbilden mehrerer elektrischer Verbraucher (16; 34a - 34g) auf der ersten (12a) und/oder zweiten (12b) Substratschicht;  Forming a plurality of electrical loads (16; 34a-34g) on the first (12a) and / or second (12b) substrate layer;
Ausbilden mehrerer Leiterbahnen (20, 22, 24; 36a - 36g) auf der ersten (12a) und/oder zweiten (12b) Substratschicht, wobei die Leiterbahnen (20, 22, 24; 36a - 36g) die jeweiligen elektrischen Verbraucher (16; 34a - 34g) mit der elektrischen Spannungsquelle (18a, 18b; 38a - 38g) verbinden; und  Forming a plurality of printed conductors (20, 22, 24, 36a-36g) on the first (12a) and / or second (12b) substrate layers, the printed conductors (20, 22, 24, 36a-36g) forming the respective electrical loads (16; 34a-34g) to the electrical power source (18a, 18b, 38a-38g); and
selektives Trennen einzelner vorbestimmter Leiterbahnen (20, 22, 24; 36a - 36g).  selectively separating individual predetermined tracks (20, 22, 24, 36a - 36g).
18. Verfahren zum Ausbilden einer Schaltungskonfiguration mit folgenden Schritten: 18. A method of forming a circuit configuration, comprising the steps of:
Ausbilden zumindest einer elektrischen Spannungsquelle (18a, 18b; 38a - 38g) auf einer Substratschicht (12);  Forming at least one electrical voltage source (18a, 18b, 38a-38g) on a substrate layer (12);
Ausbilden mehrerer elektrischer Verbraucher (16; 34a - 34g) auf der Substratschicht Forming a plurality of electrical loads (16; 34a-34g) on the substrate layer
(12); Ausbilden mehrerer Leiterbahnen (20, 22, 24; 36a - 36g), welche die jeweiligen elektrischen Verbraucher (16; 34a - 34g) mit der elektrischen Spannungsquelle (18a, 18b; 38a - 38g) verbinden; und (12); Forming a plurality of tracks (20, 22, 24; 36a - 36g) connecting the respective electrical loads (16; 34a - 34g) to the electrical power source (18a, 18b; 38a - 38g); and
selektives Trennen einzelner vorbestimmter Leiterbahnen (20, 22, 24; 36a - 36g).  selectively separating individual predetermined tracks (20, 22, 24, 36a - 36g).
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei welchem das Trennen der Leiterbahnen (20, 22, 24; 36a - 36g) mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines Festkörperlasers, besonders vorzugsweise mittels eines YAG-Lasers, erfolgt. 19. The method according to claim 17 or 18, wherein the separation of the conductor tracks (20, 22, 24, 36a-36g) by means of a laser, in particular by means of a solid-state laser, particularly preferably by means of a YAG laser occurs.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei welchem die mehreren elektrischen Verbraucher einzelne Komponenten (34a - 34g) eines elektrischen Anzeigeelements, insbesondere eines elektrochromen Displays oder eines elektrolumineszenten Displays, bilden. 20. The method according to any one of claims 17 to 19, wherein the plurality of electrical consumers individual components (34a - 34g) of an electrical display element, in particular an electrochromic display or an electroluminescent display form.
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