CN103777812B - 液态光学透明粘合剂层叠过程控制 - Google Patents

液态光学透明粘合剂层叠过程控制 Download PDF

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Abstract

本文描述了使用液态光学透明粘合剂(LOCA)的方法和设备。描述了一种检测第一基材和第二基材之间未固化LOCA的方法。另外，描述了一种在第一基材和第二基材之间含有LOCA的层叠堆件的改进固化方法。该方法包括一种涉及不同LOCA照射的预固化方法。另外，描述了一种用于在预固化过程中进行层叠堆件紫外(UV)光照射的改进发光二极管(LED)单元组件。描述了一种在预固化过程前检测LED单元组件的方法。

Description

液态光学透明粘合剂层叠过程控制
技术领域
所述实施例通常涉及用于接合基材的液态粘合剂。更具体地，描述了用于固化基材之间的液态光学透明粘合剂(Liquid Optically Clear Adhesive，LOCA)的改进方法。
背景技术
显示屏和触摸屏可以包含顺次堆叠的多个基材，包括多项，诸如液晶显示器、一个或多个用于校正去向和来自液晶显示器的光的滤波器、以及为显示组件提供保护并给使用者提供制成表面的玻璃盖板或镜头。在许多情况下，这些基材中的一个或多个通过使用液态光学透明粘合剂(LOCA)接合在一起。LOCA的使用在当前一代显示应用的生产中已经变得普及，一部分原因是与粘合带相比，LOCA更容易返工且具有良好的间隙填充能力。
由于LOCA是液体形式的，因而在将其施加到基材时需要特别对待。尤其是，需要特别注意以确保避免在基材之间引入气泡或空白。另外，需要特别注意以避免基材的不同位置中的LOCA固化不一致以防止变形及明显缺陷。与LOCA施加相关的一致过程参数在制造设置中难以控制。不一致过程参数会导致高零件报废率或最终产品的视觉质量缺陷。
发明内容
本文描述了关于液态光学透明粘合剂(LOCA)的各种实施例。描述了在两个或更多个基材之间施加和固化LOCA的方法。
根据在此描述的一个实施例，描述了一种用于检测在第一基材和第二基材之间的未固化LOCA的方法。该方法可以包括：限定在第一基材和第二基材之间的未固化LOCA的至少一个可能区域；确定第一基材的边缘位置以供在第一基材和第二基材之间在接近未固化LOCA的至少一个可能区域的区域中插入探针；在第一基材和第二基材之间在第一基材的边缘位置处插入探针的探针末端，其中该探针末端具有用于确定探针的插入深度的深度线；以及取出探针并检查该探针末端以确定未固化LOCA的存在。
根据另一个实施例，描述了一种用于固化包含第一基材和第二基材之间的LOCA的层叠堆件(laminated stack up)的方法。该层叠堆件可以包含预固化区域以及包含该预固化区域的固化区域。该方法可以包括：预固化该层叠堆件的预固化区域，该预固化区域包含第一层叠堆件部分和第二层叠堆件部分，该预固化过程包括：将第一层叠堆件部分曝光于第一数量的紫外(UV)光，其中对应于第一层叠堆件部分的第一LOCA部分变为至少部分地固化；以及将与第一层叠堆件部分相邻的第二层叠堆件部分曝光于第二数量的UV光，其中对应于第二层叠堆件部分的第二LOCA部分变为至少部分地固化。一旦预固化过程完成，该方法可以包括将层叠堆件的固化区域曝光于第三数量的UV光，其中不包含第一与第二LOCA部分的剩余LOCA部分变为至少部分地固化。因此，从第一、第二以及剩余LOCA部分的过渡可以基本上是不可见的。
根据另一个实施例，描述了用于在预固化过程期间将层叠堆件曝光于紫外(UV)光中的发光二极管(LED)单元组装件(assembly)。该层叠堆件包含在第一基材和第二基材之间的LOCA。该LED单元组装件可以包括：具有不透明部分和透明部分的掩模(mask)以及包括多个UV光发射LED的LED单元。该掩模的不透明部分可被配置成阻止UV光通过，而该掩模的透明部分可被配置成允许UV光通过。该透明部分可以具有对应于层叠堆件的预固化区域的形状和尺寸。LED可以布置成阵列，该阵列具有对应于掩模的透明部分的形状和尺寸的形状和尺寸。在预固化过程期间，该阵列与透明部分对齐以使得通过透明部分照射的UV光大体上垂直于掩模，并且基本上没有分散的UV光照射到层叠堆件上。因此，在LOCA中基本上没有可见的缺陷。
附图说明
可以参考下面的说明连同附图以最好地理解所述实施例及其优点。这些附图绝非要限制本领域技术人员在不背离所述实施例的精神和范围的情况下可以对所述实施例做出的形式及细节上的任何改变。
图1示出了具有触摸面板屏幕的便携式电子设备的透视图。
图2A示出了在紫外(UV)固化应用期间包含液态光学透明粘合剂(LOCA)的层叠堆件。
图2B示出了在UV固化之后具有LOCA溢出部分的图2A的层叠堆件。
图3和图4示出了用于检测基材之间未固化LOCA的探针的不同实施例。
图5示出了便携式电子设备的用以指示未固化LOCA检测探针的插入位置的盖板玻璃组装件的一部分。
图6A-6C示出了用于检测基材之间未固化LOCA数量的校准探针的特写图。
图7是示出了检测第一与第二基材之间未固化LOCA所涉及的步骤的流程图。
图8A和8B示出了预固化及固化过程期间层叠堆件的特写图。
图9A-9C示出了根据所述实施例的便携式电子设备在可变的UV曝光预固化过程期间的顶视图。
图10是示出了固化第一基材和第二甚材之间的LOCA所涉及的步骤的流程图，其中包括预固化和固化过程。
图11示出了用于便携式电子设备的层叠堆件，其中示出了预固化过程中的预固化或障碍（dam)区域。
图12A和12B示出了用于预固化过程中的发光二极管(LED)阵列。
图13示出了用于测试在预固化过程之前LED阵列中LED的位置的预固化测试组装件。
图14是示出了测试LED单元组装件以便在预固化过程期间将层叠堆件曝光于UV光中所涉及的步骤的流程图。
具体实施方式
该部分描述了根据本申请的方法和装置的代表性应用。这些单独提供的例子用于添加上下文和帮助理解所述实施例。因此，本领域技术人员很容易在没有部分或全部这些具体细节的情况下实现所述实施例。在其它情况下，没有对众所周知的过程步聚作详细说明以避免不必要地模糊所述实施例。其它应用是可能的，因而下述例子并不应该被认为是限制。
在下面的详细说明中，参考了附图，附图形成说明书的一部分，其中通过图示示出了根据所述实施例的特定实施例。尽管对这些实施例进行了充分详细的说明以使本领域技术人员能够实现所述实施例，但是应当理解，这些例子并不构成限制。这就是说，在不背离所述实施例的精神和范围的情况下可以使用其它实施例并做出改变。
此处描述了用于改进在施加产品生产线中所用的液态光学透明粘合剂(LOCA)时的过程控制的方法。LOCA通常用于显示器和触摸面板应用中以使各种基材彼比接合，诸如接合盖板玻璃／镜头与传感器单元。当与使用诸如粘合带的传统粘合剂相比时，LOCA的使用可以在改善设备的光学特性的同时，提高诸如耐久性的其它属性。当与传统粘合剂相比时，LOCA的一些优点为其具有可返工性质以及接合到不均匀表面的能力，与此同时还继续给设备添加光学透明性质以及耐久性。
所述方法很好地适用于生产作为计算设备一部分的显示屏和触摸板屏幕，计算设备包括台式机、笔记本、手机和媒体播放器，诸如那些由总部位于Cupertino，California的Apple Inc.设计和销售的计算设备。图1示出与此处所述实施例对应的完全组装好的便携式电子设备10的透视图。便携式电子设备10的尺寸被设计为可以单手操作并且可以放置于诸如口袋的小区域内，即，便携式电子设备10可以是手持式口袋大小的电子设备。作为例子，该便携式电子设备10可对应于计算机、媒体设备、通信设备和/或其它类似设备。便携式电子设备10通常可以对应于智能手机、音乐播放器、游戏机、视频播放器和／或个人数字助理(PDA)等等。
便携式电子设备10包括外罩100，其用来至少部分地封装与便携式电子设备10相关的任意适宜数量的部件。例如，外罩100可封装和支持内部的多种用于向设备提供计算操作的电子部件(包括集成电路芯片和其它线路)。在一个实施例中，外罩100以构成一单个完整单元的这种方式被整体成型。外罩100可由任意数量的材料形成，这些材料包括例如塑料、金属、和陶瓷等。
便携式电子设备10还包括具有平面外表面的玻璃盖板106。例如，该外表面与围绕盖板的边缘的外罩壁的边缘102可以是齐平的。盖板玻璃106与外罩100协助以封装便携式电子设备10。虽然盖板玻璃106可以通过多种方式相对于外罩100放置，在图示的实施例中，盖板玻璃106放置于外罩100的空腔内并接近腔口。也就是，盖板106纳入开口108中。在一个实施例中，盖板玻璃106是由透明或半透明材料(清澈(clear))构成的防护顶层以使显示屏104可以透过其可见。即，盖板玻璃106可以用作为显示屏104的窗口(即，透明盖板覆盖显示屏)。显示屏104可以用来向使用者显示图形用户界面(GUI)以及其它信息(例如，文本、对象、图像)。显示屏104可以作为组装并包含在外罩100中的显示器单元(未显示)的一部分。在一具体实施例中，盖板是由玻璃形成的(例如，盖板玻璃)，并且更具体地是由高度抛光玻璃形成的。然而，应当理解，也可以使用其它透明材料，诸如清澈的塑料。盖板玻璃106可以包括容纳使用者可点击输入按钮110(主按钮)的孔洞，输入按钮110可用于向便携式电子设备10提供用户输入事件。
在一个实施例中，查看区域可以是触摸敏感的，用以接收一个或多个触摸输入，其帮助控制在显示屏上显示什么的各个方面。在某些情况下，一个或多个输入可以同时被接收(例如，多点触摸)。在这些实施例中，一个或多个触摸感应层(未显示)可以位于盖板玻璃106下面。触摸感应层可以例如放置于盖板玻璃106与显示屏104之间。在某些情况下，该触摸感应层施加于显示屏104，而在其它情况下该触摸感应层施加于盖板玻璃106。例如，该触摸感应层可以与盖板玻璃106的内表面附着在一起。触摸感应层通常包括多个传感器，用于在使用者的手指触摸盖板玻璃106的上表面时激活。在最简单的情况下，每当手指通过传感器就产生电信号。在给定时间范围内的信号数量可以指示手指在触摸感应部分的位置、方向、速度和加速度，即，使用者移动他或她的手指越多，信号越多。在绝大多数情况下，信号通过电子接口被监控，该电子接口将信号的教量、组合和频率转换成位置、方向、速度和加速度信息。这个信息然后会由便携式电子设备10用于执行与显示屏104有关的所需控制功能。
此处描述了用于固化基材之间的LOCA的改进方法。介绍了使用探针检测基材之间的未固化LOCA的方法。另外介绍了包含预固化过程的固化层叠堆件的改进方法。另外，介绍了将层叠堆件在预固化过程中曝光于紫外(UV)光中的改进的发光二极管(LED)单元组装件。介绍了在预固化过程之前测试LED单元组装件的方法。
图2A示出了在紫外(UV)固化应用中包括液态光学透明粘合剂(LOCA)206的层叠堆件200。在一个实施例中，层叠堆件200可以包括盖板玻璃202、颜料或油墨层204、传感器层208、触点212和液晶显示器(LCD)堆件210。盖板玻璃202可以由玻璃、聚合物或其它合适的基材形成。在一些实施例中，LCD堆件可以包括一个或多个附加的传感器层、一个、电荷耦合装置(CCD)、背光单元、一个或多个滤波器和底层LCD。在层叠堆件200中，LOCA206被置于盖板玻璃202与传感器层208之间以将两者粘接在一起。附加的LOCA层可以用于将LCD堆件210的其它层粘接在一起。为简单起见，仅仅显示了LOCA206。图中显示了紫外光向下照射于层叠堆件200上以固化LOCA206并将盖板玻璃202粘接至传感器层208。合适的LOCA带可以包括，例如，丙烯酸基(acrylic-based)和以硅氧烷为基剂(silicone-based)的LOCA带。LOCA既可以紫外固化，也可以热固化和／或湿固化。
如图2A所示，油墨层204通常用作为盖板玻璃202顶上的装饰性应用以使使用者看不到底层的特征。如图所示，在固化过程中，油墨层204可以阻止LOCA206的一部分216曝光于紫外光中。若LOCA206具有热敏性，LOCA206的一部分216可以少受热，原因在于其未曝光于作为热源的紫外光中。同样地，LOCA206的一部分216可以保持未固化并仍为部分液态的状态。由于物理性质，即LOCA206的粘性，被油墨层204覆盖的部分216与LOCA206的其它部分相比会是不同的，会形成固化了的和未固化的LOCA的分界线并且保持至所有的LOCA206均被固化且为固态之后。此分界线可以在油墨层204附近产生LOCA206的不期望的波纹外观。另外，由于LOCA206的一部分216可以保持部分液体的状态，该部分216可以迁移至层叠堆件200的不同部分，如图2B所示。
图2B示出了紫外固化之后的层叠堆件200。由于LOCA206的一部分216在图2A的紫外固化操作期间保持部分未固化且为液态，LOCA206的一部分216被容许迁移形成溢出部分218。如图所示，LOCA206的溢出部分218可以覆盖传感器层208、LCD堆件210的表面和部分覆盖触点212。由于触点212被配置用于与电线或部件形成电接触，LOCA的溢出部分218会限制触点212与电线或部件进行电连接的能力。
为了避免产生上文所述的不期望的波纹外观和溢出发生，此处所述的实施例提供了检测在诸如图2A和2B所示的层叠堆件200的层叠堆件的生产过程中基材之间的未固化LOCA的方法。在一个实施例中，在固化过程之后，在基材之间插入探针或薄垫片以检测未固化LOCA的存在。
图3示出了根据所述实施例的用于检测未固化LOCA的探针300的一个实施例。探针300是薄度适当以使其可以插入由LOCA粘接在一起的两基材之间，诸如图2A和2B的盖板玻璃206与传感器层208之间。在图3所示的实施例中，探针300包括具有长度310的主体部分302和具有长度312的探针末端304。在插入时，探针末端304可以插入由深度线306限定的深度。深度线306可以标记或不标记于探针300上。例如，可以通过使用线标记来指示标记。在一些实施例中，深度线306可以通过探针300中的颜色变化而指示。即，主体部分302与探针末端304可以具有不同的颜色。在完成预定深度的插入后，探针300可以取出和检查未固化LOCA的存在。由于未固化LOCA是液体或部分液体的状态，未固化LOCA可以在接触时粘于探针300的表面。在探针300上液体、部分液体LOCA的存在可以表明基材之间的未固化LOCA。
探针300可以由任意适合插入在此处所述的基材之间的材料制成。在优选的实施例中，探针300由可以使LOCA在接触时粘至其的材料制成。在一些实施例中，探针300由诸如热塑性聚合物树脂(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))的柔性材料制成。探针300可以具有任意适合于插入基材之间的维度。探针末端304优选地具有末端厚度，其合适地小以适合在基材的被阻挡部分之间，但合适地大以获得任何未固化LOCA的精确报告。主体部分的长度310和宽度308可以为适合人或机器人在基材之间插入和取出探针300的尺寸。在一个实施例中，主体部分的长度310为大约40-50mm，主体部分的宽度308为大约10-20mm以及探针末端长度312为大约2-3mm。在一些实施例中，探针300可在其长度方向上具有不同的厚度。例如，探针末端304相较于主体部分302更薄，以使其足够薄而适合在基材之间。在一个实施例中，探针末端304的厚度为大约25-100微米，主体部分302的厚度为大约100-200微米。
图4示出了也用于检测未固化LOCA的探针400的另一个实施例。在图4所示的实施例中，探针400包括具有长度410的主体部分402和具有长度412的探针末端410。在插入时，探针末端404可以插入由深度线406限定的深度。深度线406可以标记或不标记于探针400上。例如，可以使用线标记或探针400中的颜色变化指示标记。如图所示，探针400在探针末端404渐缩。渐缩的部分404可以从主体部分宽度408渐缩到探针末端宽度414。在一些情况下，深度线406位于渐缩部分404的渐缩起始处。这样，深度线406可以在探针400没有其它标记的情况下很容易被识别。即，探针400可以插入到由渐缩部分404的起始指示的深度。
探针400可以具有用于插入基材之间的任意合适的维度。探针末端404优选地具有末端宽度414，其合造地小以适合在基材的被阻挡部分之间，但合适地大以获得任何未固化LOCA的精确报告。主体部分的长度410和宽度408可以为适宜人或机器人在基材之间插入和取出探针400的合适尺寸。在一个实施例中，主体部分的长度410为大约40-50mm，主体部分的宽度408为大约10-20mm以及探针末端长度412为大约2-3mm。在一些实施例中，探针400可在其长度方向上具有不同的厚度。例如，探针末端404相较于主体部分402更薄，以使其足够薄而适合在基材之间。在一个实施例中，探针末端404的厚度为大约25-100微米，主体部分402的厚度为大约100-200微米。
如上所述，此处所述的探针可以用于检测作为电子设备的显示屏一部分的基材之间的未固化LOCA。图5示出了便携式电子设备的盖板玻璃组装件500的一部分。盖板玻璃组装件500包括框架502、层叠堆件504、柔性电路506、螺丝钉固定装置516和扬声器网罩514。在装配过程中，盖板玻璃组装件500可以与便携式电子设备的主要外罩单元附着在一起。层叠堆件504可以包括通过LOCA彼此粘接在一起的多个层。例如，层叠堆件504可以包括盖板玻璃、油墨层、显示传感器层、触摸传感器层以及液晶显示器。在固化过程之后，探针可以插入LOCA置于其间的各层之间以测试任何未固化LOCA的存在。图5示出了可能的探针插入位置508、510和512。如图所示，插入位置508、510和512通过盖板玻璃组装件500的特征件－－例如，螺丝钉固定装置516和扬声器网罩514－－的物理限制而选择得到。短划线518标示了附加的限制，在该处探针不应干扰LOCA的与用于盖板玻璃组装件500的间隙填充相关的部分。探针可以用于探测层叠堆件504中的不同基材之间的LOCA。例如，插入位置510可以用于探测显示器传感器层与触摸传感器层之间的LOCA，而插入位置508和512可以用于检测盖板玻璃和与柔性电路506相关的传感器层之间的LOCA。这样，可以测试应用在层叠堆件504中不同基材之间的多个LOCA位置以在固化后发现未固化LOCA。在一个实施例中，通过在每次插入前清洁探针而可以多次使用同一探针。
在生产大量重叠片的生产设置中，量化未固化LOCA的深度是有好处的。例如，在特定的应用或生产线中，紧接在固化过程之后存在一定量的未固化LOCA是可接受的。例如，在图2A和2B的层叠堆件中，可以接受存在一定量的未固化LOCA，只要未固化的LOCA不产生不期望的波纹外观或者溢出至层叠堆件的关键部分。在这些情况下，使用如图6A-6C所示的探针400之类的校准探针是有利的。
图6A示出了探针600的渐缩部分602的特写图。在一些实施例中，深度线606由渐缩部分602的渐缩起始处限定。在一些实施例中，深度线606通过线标记或探针600的颜色变化而标记。如图所示，渐缩部分602包括校准区域608、610和612，其可以通过过界线614和616分开。在一些实施例中，校准区域608、610和612通过过界线614和616处的线标记而可区分开。在一些实施例中，校准区域608、610和612通过不同颜色而可区分开。当探针插入两基材之间并取出时，未固化LOCA可以在取决于未固化LOCA的深度的沿着校准区域608，610和612的不同位置处粘于探针600上并且在其上是可见的。这样，校准探针600的使用可以使得更准确地检测基材之间存在的未固化LOCA的数量，该检测可以指示未固化LOCA将导致不期望的波纹外观或溢出问题的可能性有多大。图6B和6C图示了具有不同深度和数量的未固化LOCA的探针600。
图6B示出了在插入层叠堆件中的两基材之间的探针600。如图所示，未固化的LOCA620粘附于探针600的局限于校准区域608内的一部分上。即，未固化LOCA620的可检测深度未超过边界线614。在一些应用中，未固化LOCA620被局限于区域608内是可以接受的。例如，局限于区域608内的未固化LOCA可能不会导致不期望的波纹外观或溢出问题。图6C示出了已清洁且被插入层叠堆件中的其它两层基材之间的探针600。如图所示，粘附于探针600的未固化LOCA622的量延伸越过了边界线614和616并且进入了校准区域612。在一些应用中，未固化LOCA622延伸超过过界线614或620是不可以被接受的。例如，未固化LOCA622延伸超过这些边界线意味着在作为结果生成的堆件中发生不期望的波纹外观或溢出问题的可能性高。正因如此，显示未固化LOCA622的层叠堆件可能会进行返工或从生产线上移除。
在生产线设置中，可以使用加合(binning)技术以区分具有可接受数量和不可接受数量的未固化LOCA的层叠堆件。例如，下表1示出了用于加合技术的控制，该加合技术可以用来基于插入位置和校准区域确定可接受数量和不可接受数量的未固化LOCA。如表1所示，不含有未固化LOCA和在局限于校准区域1含有未固化LOCA的层叠堆件是可以接受的，并且可以保留并继续进入随后过程。在插入位置2探测出校准区域2和3中含有未固化LOCA的层叠堆件是不可被接受的而应当丢弃或返工。在插入位置1和3探测出校准区域3中含有未固化LOCA的层叠堆件是不可接受的而应当丢弃或返工。
表1
插入位置1 插入位置2 插入位置3
无未固化LOCA 保留 保留 保留
校准区域1 保留 保留 保留
校准区域2 保留 丢弃/返工 保留
校准区域3 丢弃/返工 丢弃/返工 丢弃/返工
图7为示出检测第一与第二基材之间未固化LOCA所涉及的步骤的流程图700。在702，限定了第一基材与第二基材之间的未固化LOCA的潜在区域。如上文关于图2A和图2B所讨论的，这些区域可能为层叠堆件中LOCA曝光于较少紫外光中的区域。在704，确定了用于在未固化LOCA的潜在区域附近插入探针的第一基材的边缘位置。边缘位置的选择至少部分地基于周围特征的物理限制。例如在图5中，层叠堆件504的插入位置508、510和512的选择部分地由于由螺丝钉固定装置516、扬声器网罩514和缝隙填充部分518的位置所导致的物理限制。在706，探针的探针末端插入第一与第二基材之间。如上所述，探针末端可以为渐缩的且薄于探针主体部分。在708，探针被取出并且探针末端可以被检查以确定未固化LOCA的存在。如上所述，可以对探针末端进行校准以识别未固化LOCA的深度和数量。
在典型的生产过程中，LOCA被施加到基材上，并且在环境条件或真空条件下将该基材对准并附着到另一基材上。然后通过在“预固化”步骤期间固化LOCA而将附着的基材暂时固定。该预固化过程可以固定基材的位置并且使它们在固化过程前不到处移动。预固化之后，可以进行目视检查(visual inspection)以检验粘合剂接合的质量。若接合是有缺陷的(例如气泡、外来颗粒、错位(misalignment)等)，在某些情况下，可以将基材拆开并将粘合剂用溶剂清除掉。清理后，基材可以重新进行组装。如果接合中没有缺陷，该模块将会进入最后的固化步骤以完全固化基材之间粘合剂接合。
在一些实施例中，使用的是紫外预固化过程。在一些情况下，层压结构的一部分曝光于紫外光中以在其中将整个层压结构均曝光于紫外光中的最终紫外固化之前将该部分固定在一起。例如，在图1的便携式电子设备10中，在一个实施例中在预固化过程期间，将显示屏104的过界周围的边缘曝光于紫外光中以将显示屏104与盖板玻璃106固定在一起。然后，在随后的固化过程中，将显示器104的整个区域曝光于紫外光中。为了完成这些，可以在预固化过程中使用紫外掩模或滤波器以阻挡紫外光进入显示屏104的内部部分。
图8A示出了预固化过程和固化过程期间层叠堆件800的特写图。LOCA806位于盖板玻璃802与传感器层808之间。为简单起见，没有示出在一些层叠堆件中所使用的油墨层。LCD堆件810位于传感器层808之下。在预固化过程中，层叠堆件800中与传感器层808和LCD堆件810的边界相对应的区域818曝光于紫外光中。在预固化过程中区域818未被遮蔽，同时层叠堆件800的其余部分使用掩模进行遮蔽。作为预固化过程的结果，LOCA806的一部分822变为至少部分固化和硬化，同时LOCA806的部分824保持基本未固化和液体形式。由于LOCA806的硬化部分822和液体部分824的不同物理状态，液体部分824可以迁移进入硬化部分822。这可以导致在LOCA806的硬化部分822与液本部分824之间的边界826处形成可见的线。在预固化过程完成后，将掩模移除并将整个层叠堆件800曝光于紫外光中。结果，部分824变得固化和硬化。然而，LOCA806的硬化部分822与液体部分824之间的边界826处的可见的线仍然存在，这导致不令人喜欢的外观。
避免LOCA806的硬化部分822与液体部分824之间的边界826处形成可见的线的一种可能方法为使预固化过程与固化过程之间的时间段(被称为后预固化时间)最小化。这可以使液体形式的LOCA向固化成部分固化的LOCA部分的迁移的发生最小化。最小化的后预固化时间可以由诸如紫外光强度、LOCA类型和堆件组分(例如，基材的类型和厚度)等的多个因素确定。然而，在生产设置中，最小化后预固化时间的机会或许由于生产线需求而受到限制。
现在描述用于避免在LOCA的预固化与固化区域之间形成可见线的其它方法。方法包括改变在预固化过程中LOCA的不同部分在紫外光中的曝光。为了图示，图8B示出在涉及可变的紫外曝光的预固化过程中的层叠堆件800的特写图。在可变曝光预固化过程中，LOCA806的不同部分将经受不同量的紫外曝光。例如，部分828可以比部分830经受更多的紫外曝光，部分830比部分832经受更多的紫外曝光，部分832比部分834经受更多的紫外曝光。以此方式，LOCA806的部分836可以具有渐变梯度的部分固化的LOCA。其结果为在LOCA806的硬化部分与液体部分之间没有明显的分界线。
为了实现上述预固化过程中LOCA806的变化的紫外曝光，可以使用多种技术。在一个实施例中，一个或多个移动遮光器可以用于在不同时间阻挡区域836的不同部分。为了图示，图9A示出了根据此处所述实施例的预固化过程中的便携式电子设备900的顶视图。便携式电子设备900包括盖板玻璃902、容纳用户可点击输入按钮的孔906以及显示屏904。一个或多个可移动遮光器可以置于便携式电子设备900上以允许盖板玻璃902、显示屏904、作为显示屏904一部分的底层基材堆叠和用于将基材接合在一起的UV敏感LOCA的不同部分曝光于可变的紫外光中。一个或多个可移动遮光器可以作为紫外光组装件的一部分或者作为放置于紫外光光源与电子设备900之间的可移动掩模的一部分。在时间1，遮光器被配置成打开至位置920以允许电子设备900的部分908曝光于紫外光中。因此，与部分908对应的LOCA的一部分至少部分地被固化/硬化。在时间2，遮光器被配置成打开至位置918以允许电子设备900的部分908和910曝光于紫外光中而LOCA的相应部分至少部分地被固化／硬化。在时间3，遮光器被配置成打开至位置916以允许电子设备900的部分908、910和912曝光于紫外光中而LOCA的相应部分至少部分地被固化/硬化。值得注意的是，电子设备900的部分914在预固化过程中通常不被曝光，但是可以在随后的完全固化或最终固化过程中被曝光。由于在区域908、910和912上紫外光的曝光是逐渐增加的，对于预固化和固化过程曝光的LOCA的边界之间没有可见的线。
在另一实施例中，使用梯度滤波器以完成对LOCA的变化的紫外曝光。图9B示出了梯度滤波器，在预固化过程中使用梯度滤波器922的便携式电子设备900的顶视图。梯度滤波器922为光学滤波器，其部分地被油墨或其它不透明材料覆盖以阻止紫外光通过。不透明材料的密度从高密度深色区域926至低密度浅色区域924逐渐变化。高密度深色区域926允许极少或基本不允许紫外光通过而低密度浅色区域924允许大量或基本全部紫外光通过。在一个实施例中，高密度深色区域926基本不允许紫外光通过，而低密度浅色区域924比高密度深色区域926允许更多的紫外光但少于全部入射的紫外光通过。如图9B的实施例所示，不透明材料的密度从高密度深色区域926向低密度浅色区域924逐渐减小。梯度滤波器922可以由诸如玻璃或塑料的任意合适材料制成。图9A的实施例示出了位于电子设备900中央区域的高密度深色区域926和在显示屏904外过界周围的低密度浅色区域924。由于相较于高密度深色区域926，更多的紫外光可以通过低密度浅色区域924，作为显示器904一部分的对应的底层基材堆叠和用于将基材接合在一起的UV敏感LOCA分别曝光于较多和较少的紫外光中。因此，在预固化过程中，显示屏904的外过界周围的LOCA区域的固化程度高于显示屏904内部的LOCA区域，在其间固化量逐渐减小。在预固化过程完成后，可以进行完全固化或最终固化过程，其将电子设备900的整个表面曝光于相同剂量的紫外光中。由于LOCA区域上紫外光的曝光逐渐增加，对于预固化和固化过程曝光的LOCA的边界之间没有可见的线。
在另一实施例中，使用梯度多孔掩模完成对LOCA的固化的紫外光曝光。图9C示出梯度滤波器，在预固化过程中使用梯度多孔掩模930的便携式电子设备900的顶视图。梯度多孔掩模930的掩模是一种具有大量孔洞以使紫外光通过孔洞照射的不透明材料。在一些实施例中，孔洞足够小以至于允许紫外光散射。使用包含机械或激光钻孔在内的大量合适技术在不透明掩模中提供孔洞。梯度多孔掩模930具有含有高密度孔洞的区域928，从而允许较多的紫外光通过，并且梯度多孔掩模930还具有含有低密度孔洞或无孔洞的区域932，从而允许极少或没有紫外光通过。在一个实施例中，低孔洞密度区域932基本不允许紫外光通过，而高孔洞密度区域928相较于低孔洞密度区域932允许更多的紫外光但是少于全部入射的紫外光通过。与梯度滤波器922类似，梯度多孔掩模允许从使较多光通过的区域向使较少光通过的区域的逐渐过渡。即，孔洞密度由高孔洞密度区域928向低孔洞密度区域932减小。图9C的实施例示出位于电子设备900中央区域的、允许极少或不允许紫外光通过的区域932以及位于显示器904外边界周围、允许较多紫外光通过的区域928。由于与区域932相比，更多的紫外光可以通过区域928，作为显示器904一部分的对应的底层基材堆叠和用于将基材接合在一起的UV敏感LOCA分别曝光于较多和较少的紫外光中。因此，在预固化过程中，显示屏904的外过界周围的LOCA区域的固化程度高于显示屏904内部的LOCA区域，在其间固化量逐渐减小。在预固化过程完成后，可以进行完全固化或最终固化过程，其将电子设备900的整个表面曝光于目同剂量的紫外光中。由于LOCA区域上紫外光的曝光逐渐增加，对于预固化和固化过程曝光的LOCA的边界之间没有可见的线。
图10为示出包括预固化和固化过程在内的固化第一基材与第二基材之间LOCA所涉及的步骤的流程图1000。层叠堆件包括预固化区域和固化区域。例如，在图9B中，预固化区域可以包括诸如浅色区域924的在预固化过程中充分曝光于紫外光的区域。固化区域可以包括在完全固化或最终固化过程中曝光于紫外光中的层叠堆件的区域，诸如电子设备900的整个盖板玻璃区域902。在1002，在预固化过程中，层叠堆件的第一部分曝光于第一数量的紫外光中。因此，与层叠堆件的第一部分相对应的第一LOCA部分变得至少部分固化。在图9B中，例如，第一部分可以包括与浅色区域924相对应的电子设备900的层叠堆件。在1004，同样在预固化过程中，层叠堆件的第二部分曝光于第二数量的紫外光中。因此，与层叠堆件的第二部分相对应的第二LOCA部分变得至少部分固化。在图9B中，例如，第二部分可以包括与深色区域932相对应的电子设备900的层叠堆件。在1006，在固化过程中，层叠堆件的第一、第二和剩余的LOCA部分曝光于第三数量的紫外光中。剩余的LOCA部分可以与在预固化过程中未曝光于紫外光中的层叠堆件中的LOCA部分相对应。剩余的LOCA部分由于曝光于第三数量的紫外光而变得至少部分固化。在图9B中，例如，剩余的LOCA部分可以包括那些被梯度滤波器922部分或全部阻挡的部分。值得注意的是，在预固化和固化过程中紫外光光源的强度可以是相同或不同的。例如，预固化过程可以使用第一紫外光强度，固化过程可以使用第二紫外光强度。在预固化和固化过程完成后，第一、第二和剩余的LOCA部分之间过渡基本不可见。
如上所述，预固化区域可以存在于对于预固化过程和固化过程要曝光的层叠堆件的过界周围。图11示出根据所述实施例的便携式电子设备的层叠堆件1100。层叠堆件1100包括盖板玻璃(堆叠底部)和显示屏1110。在图11的实施例中，掩模1102包括不透明的内部部分1108和不透明的外部部分1104，其可以充分阻挡在预固化过程中紫外光通过和固化层叠堆件1100中的LOCA的对应区域。掩模1102的透明部分1106可以在预固化过程中允许紫外光通过并固化层叠堆件1100中的LOCA的对应区域。与透明部分1106相对应的LOCA区域可以被称为预固化区域或障碍区域。如上参照图9A-9C所述，与透明部分1106对应的预固化区域的不同区域可以曝光于不同量的紫外光中以减少LOCA的预固化和固化区域之间可见线的发生。特征1112是具有紫外光反射表面的部件，诸如带有金属表面的部件。值得注意的是，在一些情况下，应当注意避免预固化区域与特征1112重叠，原因在于特征1112能够在预固化过程中散射紫外光并导致LOCA部分的误固化。
在预固化过程中，优选地基本上垂直于预固化区域而非以一角度引导入射的紫外光。这是因为不直接位于不透明掩模部分1104和1108之下的LOCA区域会曝光于以一角度入射至层叠堆件上的光中。然后分散的紫外光可以固化并不想要固化的LOCA部分，这将在LOCA中和在预固化过程后所得到的层叠堆件中产生目视缺陷。为了避免分散的紫外光照射至层叠堆件的未遮蔽部分的情况发生，此处描述的一些实施例包括使用发光二极管(LED)阵列光源，其将仅仅基本上垂直入射的紫外光引导到层叠堆件上。图12A示出了包含LED阵列1208在内的LED单元1200的前视图，LED阵列1208的形状和尺寸被形成为发射基本垂直于预固化区域(诸如与图11中透明部分1106相对应的预固化区域)的紫外光。LED单元1200包括布置在支撑结构1204中的LED1202，该支撑结构1204使LED1202以特定布置固定在外罩1206中。在预固化过程中，LED单元1200可以置于掩模和层叠堆件之上以使LED1202与掩模的透明部分对准。
图12B示出处于预固化过程中的层叠堆件1208的一部分的剖面图。掩模1102包括不透明的内部部分1108，不透明的外部部分1104和透明部分1106。在预固化过程中掩模1102位于层叠堆件1208之上。层叠堆件1208包括盖板玻璃1214，传感器层1210和位于盖板玻璃1214和传感器层1210之间的LOCA1212。在一些实施例中，层叠堆件1208可以包括附加的传感器层，LOCA层和极化滤波器层。LED1202相对于掩模1202基本垂直布置，这样由LED1202发射的紫外光以基本垂直的方向射到层叠堆件1208上。该配置能够使分散的紫外光的发生最小化，该分散的紫外光能够在掩模1102的各部分下面行进并且曝光在掩模1102的不透明外部部分1104和透明部分1106下面的层叠堆件1208的各部分。分散的光可以被定义为散射的光，例如通过掩模1102的各部分被反射掉，或者通过透明部分1106非垂直进入的光。
在一些情况下，希望测试LED阵列中LED的位置以确保发射的紫外光基本垂直于掩模并且不会导致分散的紫外光照射至位于掩模下面的层叠堆件的非预期区域。例如，希望将图12A中的在底层掩模的透明部分之上的LED1202对准，以最小化由底层掩模部分反射掉的光造成的光的散射。图13示出了用于测试在预固化过程之前的LED位置的预固化测试组件1300。预固化测试组件1300包括位于掩模1304之上的LED单元1302，掩模1304又位于UV敏感纸1308之上。LED单元1302被配置为含有大量的可以发射紫外光的LED(未显示)。
在图13中，LED被布置成在形状上与掩模1304的透明部分1306紧密对应。透明部分1306与在随后的预固化过程中的层叠堆件的预固化区域的形状和尺寸相对应。在测试过程中，对准在掩模1304之上的LED单元1302，使LED单元1302中的LED直接位于透明部分1304之上。然后打开LED以允许紫外光穿过透明部分1306并且照射至UV敏感纸1308上。因此，印记1310将会出现在UV敏感纸1308上。印记1310的形状和尺寸与在预固化过程中照射至层叠堆件上的照射紫外光的形状和尺寸相对应。UV敏感纸1308可以曝光足够长的时间以生成可见的印记1306。在一些实施例中，UV敏感纸在紫外光中曝光的时间与随后的预固化操作的时间大约相同。UV敏感纸经过充分曝光后，可以对UV敏感纸1308进行检测以确定印记1310是否具有足够清晰的轮廓以继续进行预固化操作。例如，如果印记1310的轮廓基本上是参差不齐的，则这意味着LED单元中的一个或多个LED是错位的，或者存在一个或多个多余的LED。另外，可以检验UV敏感纸1308以确定印记1310之外的附加印记与预固化区域对应。例如，如果在UV敏感纸1308内部区域存在印记，这可能意味着由于LED错位而导致紫外光发生了散射。UV敏感纸1308上附加印记的位置或参差不齐的特点可以表示一个或多个需要重新定位的LED的位置。如果确定一个或多个LED需要重新定位或移除，将会对其进行调整并且可以进行另一个测试过程直至在UV敏感纸1308上产生可接受的印记1310。如果印记1310具有合适的形状和尺寸以在预固化过程中提供基本没有缺陷的预固化LOCA，LED单元和掩模组装件可以用于随后的预固化过程。
图14为示出在预固化过程中将层叠堆件曝光于UV光中测试LED单元组装件所涉及的步骤的流程图1400。层叠堆件包括第一基材与第二基材之间的LOCA，诸如图2A中层叠堆件200的玻璃盖板202和传感器层208。在1402步，掩模置于UV敏感纸之上。掩模可以包括不透明部分和透明部分，不透明部分被配置用于阻挡紫外光通过而透明部分被配置用于允许紫外光通过。透明部分可以具有与层叠堆件的预固化区域对应的形状和尺寸。在一些实施例中，掩模呈矩形，并具有内部和外部的不透明部分以及在内部和外部不透明部分之间的透明部分，诸如图11的掩模1102。在1404步，对准在掩模之上的LED单元的LED阵列。LED单元可以含有大量的紫外光发射LED，这些LED被布置成阵列，该阵列的形状与尺寸与掩模透明部分的形状和尺寸相对应。例如，图12的LED单元1200包括LED阵列1208，其形状和尺寸与图11中掩模1102的透明部分1106的形状与尺寸相对应。在1406步，LED单元被打开以至于紫外光可以通过掩模的透明部分并且照射UV敏感纸以在其上形成印记。在1408，可以检查UV敏感纸上的印记以获得标记，该标记可以指示由光线照射例如掩模表面所造成的分散的UV光。在一些情况下，这可以表示一个或多个LED是错位的。在其它情况下，这些标记可以表示多余或过多的LED。在1410，如果确定一个或多个LED是错位的或者多余的，在1412错位的LED被重新定位而多余的LED被移除。然后重复进行放置、对准和打开LED单元并且检查在随后的UV敏感纸上的印记，直至可以确定LED被合适地对准且没有多余的。即，在UV敏感纸上基本不存在指示分散的UV光的标记。在1414，在预固化过程中层叠堆件可以位于掩模的下面以将层叠堆件中的LOCA曝光于预固化区域中的紫外光中。结果应当是在预固化过程之后在LOCA和层叠堆件中基本不存在目视缺陷。
所述实施例的不同方面、实施例、实现或特征可以单独或任意共同地使用。所述实施例的不同方面可以通过软件、硬件或软硬件结合实现。所述实施例还可以实现为计算机可读介质上的用以控制生产操作的计算机可读代码，或计算机可读介质上的用于控制生产线的计算机可读代码。计算机可读介质是可以储存数据的任意数据储存设备，其随后可以被计算机系统读取。计算机可读介质的例子包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、HDD、DVD、磁带以及光学数据储存设备。计算机可读介质还可以分布在网络耦合的计算机系统上以使计算机可读代码以分布方式储存和执行。
出于解释的目的，前面的说明使用了具体的术语以提供对所述实施例的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言，为了实施所述实施例而不需要具体的细节是显而易见的。然而，具体实施例的前述说明是为了图示和说明而给出的。它们不意味着穷举所述实施例或将其限制为所公开的确切形式。对于本领域技术人员而言基于上述教导可能做出许多改进和变化是显而易见的。

Claims (19)

1.一种用于固化层叠堆件的方法，所述层叠堆件包括设置在第一基材和第二基材之间的未固化液态光学透明粘合剂LOCA层，所述LOCA层具有限定所述LOCA层的外周的边缘部分和不包括所述边缘部分的中央部分，所述方法包括：
使用可移动遮光器进行预固化操作，包括：
将所述LOCA层的所述边缘部分曝光于紫外UV光中以使所述边缘部分至少部分地变硬并且防止来自所述LOCA层的LOCA材料流动超出所述LOCA层的外周，其中所述可移动遮光器限定阻挡所述中央部分曝光于UV光的阻挡区域，以及
曝光所述LOCA层的所述中央部分的第一部分和所述边缘部分以使所述边缘部分和所述中央部分的第一部分至少部分地固化，其中所述可移动遮光器的阻挡区域被减小以使所述可移动遮光器阻挡所述中央部分的剩余部分而不会阻挡所述中央部分的第一部分和所述边缘部分曝光于UV光中；以及
进行固化操作，包括：
将整个所述LOCA层曝光于UV光中以使整个所述LOCA层完全固化，其中当从所述层叠堆件的上表面观察时，觉察不到所述边缘部分与所述中央部分的第一部分之间的过渡以及所述第一部分与所述中央部分的所述剩余部分之间的过渡。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述可移动遮光器形成矩形形状的阻挡区域，并且其中减小所述阻挡区域包括减小所述阻挡区域的外周。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述矩形形状的阻挡区域的角每一个都相对于所述矩形形状的阻挡区域的中心被移动相等的距离。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述预固化和固化操作期间，所述UV光以与所述层叠堆件的上表面垂直的方向照射到所述层叠堆件上。
5.如权利要求1所述的方法，其中进行所述预固化操作进一步包含：
将所述LOCA层的所述边缘部分、所述中央部分的第一部分和所述中央部分的第二部分曝光于UV光以使所述边缘部分、所述中央部分的第一部分和所述中央部分的第二部分全都至少部分地固化，其中所述可移动遮光器的阻挡区域被进一步减小以使所述可移动遮光器阻挡所述中央部分的第二剩余部分而不会阻挡所述边缘部分、所述中央部分的第一部分和所述中央部分的第二部分暴露于UV光。
6.如权利要求5所述的方法，其中在进行所述固化操作之后，当从所述层叠堆件的上表面观察时，觉察不到所述中央部分的所述第二部分与所述中央部分的所述第二剩余部分之间的过渡。
7.如权利要求1所述的方法，其中在所述预固化操作期间，所述第一部分和第二部分没有变得完全固化。
8.如权利要求7所述的方法，其中在所述预固化操作期间所述边缘部分比所述中央部分的所述第一部分固化地更多。
9.一种制备层叠堆件的方法，所述层叠堆件包括在第一基材和第二基材之间的紫外UV光可固化液态光学透明粘合剂LOCA，并且所述层叠堆件具有与所述第一基材的表面对应的上表面，所述方法包括：
进行预固化操作，包括：
在所述层叠堆件的上表面之上放置梯度掩模，所述梯度掩模具有从高透明度外围区域逐渐过渡至低透明度中央区域的不同UV光透明度的至少三个不同区域，以及
将UV光通过所述梯度掩模照射至所述层叠堆件上以至少部分地固化所述LOCA的部分，其中所述层叠堆件的与所述梯度掩模的高透明度外围区域对应的外围区域比所述层叠堆件的与所述梯度掩模的中间透明度区域对应的中间区域曝光到更多的UV光中，所述层叠堆件的与所述梯度掩模的中间透明度区域对应的中间区域又比所述层叠堆件的与所述梯度掩模的低透明度中央区域对应的中央区域曝光到更多的UV光中；以及进行固化操作，包括：
将整个LOCA层曝光于UV光中以使整个LOCA层完全固化，其中当从所述层叠堆件的上表面观察时，觉察不到与所述层叠堆件的所述外围区域和所述中央区域对应的LOCA过渡。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述梯度掩模在UV透明的基底内包含不透明材料，其中所述不透明材料的密度由所述梯度掩模的中央区域处的高密度逐渐减小到所述外围区域处的低密度。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述低密度外围区域不具有不透明材料以使所有的照射在所述梯度掩模的外围区域上的UV光穿过所述层叠堆件的外围区域。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述梯度掩模包含具有多个孔的不透明材料，其中孔的密度由所述梯度掩模的外围区域处的高孔密度逐渐减小到所述中央区域处的低孔密度。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述梯度掩模的低密度中央区域不具有孔以使照射在所述梯度掩模的中央区域上的UV光不穿过所述层叠堆件的中央区域。
14.如权利要求9所述的方法，其中所述第一基材是UV光透明的。
15.一种固化层叠堆件的方法，所述层叠堆件具有位于第一基材和第二基材之间的液态光学透明粘合剂LOCA层，并且所述层叠堆件包括预固化区域和包括所述预固化区域的固化区域，所述方法包括：
在预固化操作期间部分地固化所述预固化区域，其中所述预固化区域具有第一层叠堆件部分和第二层叠堆件部分，所述预固化操作包括：
将所述第一层叠堆件部分曝光于第一数量的UV光中，其中与所述第一层叠堆件部分对应的第一LOCA部分变得至少部分地固化，并且
将与所述第一层叠堆件部分相邻的所述第二层叠堆件部分曝光于第二数量的UV光中，所述第一数量与所述第二数量不同，其中与所述第二层叠堆件部分对应的第二LOCA部分变得至少部分地固化；以及
将所述层叠堆件的固化区域曝光于第三数量的UV光中以使不包括所述第一和第二LOCA部分的剩余LOCA部分变得至少部分地固化，其中当从所述层叠堆件的上表面观察时，觉察不到所述LOCA的外围部分和所述LOCA的中央部分之间的过渡，
其中所述预固化操作进一步包含：在所述层叠堆件的上表面之上放置梯度掩模，所述梯度掩模具有逐渐过渡到低UV透明中央区域的高UV透明外围区域。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一数量的UV光多于所述第二数量的UV光。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述梯度掩模的外围区域位于所述LOCA层的外围部分之上，并且所述梯度掩模的中央区域位于所述LOCA层的中央部分之上。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述梯度掩模在UV透明的基底内包含不透明材料，其中所述不透明材料的密度由低UV透明中央区域逐渐减小到高UV透明外围区域。
19.如权利要求15所述的方法，其中在所述预固化和固化操作期间，所述UV光以与所述层叠堆件的上表面垂直的方向照射至所述层叠堆件上。
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