CN106414636B - 用于拆卸由液体光学透明粘合剂粘合的显示模块的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从电子组件中拆卸元件的方法。特别地，本发明涉及一种使用电磁辐射(EMR)拆卸显示器模块中用液体光学透明粘合剂(LOCA)粘结的元件的方法。

Description

用于拆卸由液体光学透明粘合剂粘合的显示模块的方法及 设备
技术领域
本发明涉及一种用于从电子组件中拆卸元件的方法。具体地，本发明涉及通过使用电磁辐射(EMR)拆卸显示模块中用液体光学透明粘合剂(LOCA)粘合的元件的方法。
背景技术
触摸和显示模块通常使用液体光学透明粘合剂结合/层压。这种模块偶尔需要修理以更换缺陷或损坏的元件，例如防护玻璃。在这种情况下，将移除触摸/显示模块中的元件，且由此使得模块分离。这将有助于公司节省有价值和可重复使用的元件例如LCD或OLED的成本，所述元件在防护玻璃损坏时仍能正常运作。
为了避免在用于修复/拆卸它们的分离过程期间损坏有价值的元件，目前已经开发并实施了多种方法来再加工这种模块。最常见的工艺之一是(加热的)线切割。在某些情况下，加热或冷却整个触摸/显示模块以使拆卸过程更容易。在这种过程中，可能发生由于线切割造成的机械损坏或由于元件的温度敏感性导致的损坏。
因此，常规拆卸/分离过程的主要挑战是如何在没有或具有非常低的机械应力的情况下分离显示模块，以避免传导或对流加热，以避免线切割和/或扭曲有价值的元件并且挽救有价值的未损坏的元件。
因此，本发明的目的是开发一种新的拆卸方法，其可以克服这些挑战中的至少一个。这些难题通过本发明的主题解决。
发明内容
本发明的主题是一种用于从电子组件中拆卸元件的方法，其包括以下步骤：
(a)提供用于产生电磁辐射的装置；
(b)由所述装置发射电磁辐射穿过由粘合剂与内部元件粘合的外部元件；
(c)通过所述电磁辐射加热所述粘合剂，并将所述粘合剂的温度升高至约50℃-约100℃，优选约50℃-约80℃；以及
(d)从所述电子组件中拆卸所述元件。
在本发明的一个实施方案中，所述方法在步骤(c)和步骤(d)之间还包括将粘合剂冷却约10秒-约30秒的步骤(c1)，这优选通过将电子组件放置在约20℃-约25℃的温度的空气中进行。
在本发明的另一个实施方案中，步骤(c)中的粘合剂是光学透明液体粘合剂。
在本发明的另一个实施方案中，所述内部组件选自于液晶显示器、有机发光二极管显示器、等离子体显示器、发光二极管显示器、电泳显示器和阴极射线管显示器。
在本发明的另一个实施方案中，电磁辐射的波长为约200nm-约900nm，优选约420nm-约650nm。
在本发明的另一个实施方案中，电磁辐射的强度为约0.05W/cm2-约5W/cm2，优选约0.1W/cm2-约3W/cm2。
在本发明的另一个实施方案中，电磁辐射的持续时间为约1秒-约180秒，优选约10秒-约60秒。
在本发明的另一个实施方案中，所述内部元件的对角线距离为约1英寸-约30英寸，优选约4英寸-约13英寸。
在本发明的另一个实施方案中，所述用于产生电磁辐射的装置选自高密度连续发射系统、电致发光灯、白炽灯、金属卤化物灯、LED灯、高压汞灯、氙灯、氙气闪光灯、和发光二极管阵列。
本发明的另一个目的是用于所述从电子组件中拆卸元件的方法的设备，其包括用于在所述方法中产生被电子组件中粘结元件的粘合剂吸收的电磁辐射的装置。应当理解的是，可以在以上和以下对本发明的方法的描述中找到的所述产生电磁辐射的装置的参数，完成了本文公开的在此所描述的设备的公开，因此明确地参考该完整的信息。
在优选的实施方案中，所述装置包括至少一个用于产生电磁辐射的发光二极管。进一步，有利的是使用优选排列于平面中的多个发光二极管，其中所述发光二极管是间隔开的，优选彼此规则地间隔开。
当使用排列在平面中的多个发光二极管(第一发光二极管)时，更有利的是使用至少一个额外的发光二极管(第二发光二极管)与所述第一发光二极管平面有角度地设置。在一个优选的实施方案中，使用多个第二发光二极管，其中所述第二发光二极管在平面中设置或沿线设置并与上述所述平面呈一定角度设置。优选地，使用至少一个另外的发光二极管(第三发光二极管)设置在所述第二发光二极管的相对面并与所述第一发光二极管的平面呈一定角度设置。在一个优选的实施方案中，使用多个第三发光二极管，其中所述第三发光二极管在平面中设置或沿线设置并且与上述所述平面设置成一定角度。
在一个优选的实施方案中，围绕LED的设备部分和/或所述设备的壳体部分至少部分以如下的方式设计：由发光二极管发射并由例如元件反射的电磁波依次被反射。例如，所述设备的一部分可由抛光金属如铝制成，其可反射所述电磁波。
以下更详细地阐述本主题的其它特征和方面。
附图说明
在本说明书的以下部分包括附图简述，将更具体地阐述本发明的完整公开，其中：
图1是本发明的实施例中使用的由EMR源发射的EMR的波长分布。
图2和图3显示了所述用于从电子组件中拆卸元件的方法中使用的设备。
具体实施方式
本领域的普通技术人员应当理解的是本讨论仅仅是对示例性实施方案的描述，不旨对本发明更广泛的方面进行限制。
通常来说，本公开涉及一种用于使用EMR从电子组件中拆卸元件的方法。在此提供了一种用于产生EMR或EMR源的装置。EMR中所含的光子能够在分子内引发电子激发，这将导致受影响的分子的键合/化学发生变化。当EMR穿过电子组件的外部元件，EMR被粘结外部元件和内部元件的粘合剂吸收。EMR波的能量转变为热能从而使得吸收EMR能量的粘合剂被快速加热至熔融或甚至烧蚀。随后，元件可以很容易地拆卸。例如，为了从显示器模块中使用LOCA粘结的防护玻璃中拆卸LCD，从防护玻璃一侧施加EMR，EMR会穿过防护玻璃，部分被LOCA吸收但是部分穿过并撞击施加到LCD上的顶部偏振膜，并且也被吸收。因此在与LCD顶层偏振膜的界面处LOCA中达到最高的温度。
这里使用的术语“液体光学透明粘合剂”或LOCA在本领域中是公认的，并且是本领域技术人员已知的。各种液体光学透明粘合剂广泛应用于电子工业，尤其是用于触控面板或显示装置以粘合防护玻璃、塑料或其它光学材料例如透明塑料聚(甲基)丙烯酸甲酯至主传感器单元上或彼此粘合。液体光学透明粘合剂通常用于改善设备的光学特性以及改善其它性能例如耐久性。液体光学透明粘合剂的一些有用的应用包括电容式触控面板、3D电视和玻璃延迟器。
特别地，如果粘合剂的光学透过率为至少约85％，优选至少约90％，这种粘合剂是光学透明的。光学透过率的测量方法是常规的并且是本领域技术人员已知的。例如，液体光学透明粘合剂的光学透过率可以通过以下方法在约100μm厚的样品上测量：将一小滴光学透明粘合剂置于75mm x50mm的平面微载玻片上(玻璃载玻片购自Dow Corning，Midland，Ml)，所述载玻片已用异丙醇擦拭三次并且在其两端附有两个厚度约100μm的间隔胶带。第二个玻璃载玻片在力的作用下附着在粘合剂上。然后将粘合剂在UV源下完全固化。使用购自Agilent的Cary 300光谱仪在380nm-780nm的波长下测量光学透过率。一个空白玻璃载玻片用作背景。
在本发明的特别的实施方案中，穿过外部元件，被粘合剂吸收并且产生热量的电磁辐射具有约200nm-约900nm，优选约420nm-约650nm的波长。这种电磁辐射，特别是UV辐射或可见光，是通过根据本发明的方法的步骤(a)中产生EMR或EMR源的装置提供的。
这里使用的EMR源包括但不限于高强度连续发射系统例如可从Fusion UVSystems购得的那些、金属卤素灯、LED灯、高压汞灯、氙灯、氙气闪光灯等。在本发明的一个特别的实施方案中，产生EMR的装置优选配置为包括发光二极管(LED)阵列。
当实施根据本发明的方法时，将EMR源放置于接近电子设备的外部元件，例如显示/触控模块的防护玻璃，通常空气隙为1mm-5cm，优选5-10mm。之后，辐射穿过防护玻璃并传播至液体光学透明粘合剂。
本发明的另一个具体的实施方案中，由EMR源产生的EMR的强度为约0.05W/cm2-约5W/cm2，优选约0.1W/cm2-约3W/cm2。
在根据本发明的方法的步骤(c)中，粘结至内部元件例如LCD的粘合剂，被来自EMR源的EMR加热，并且因此粘合剂被加热至具有约50℃-约100℃，优选约50℃-约80℃的温度。
EMR的强度可以在辐射过程中改变以保持液体光学透明粘合剂的温度。例如，从5W/cm2的强度开始，当粘合剂的温度达到80℃-100℃时，EMR的强度被降低至0.1W/cm2。以这样的方式，粘合剂的温度可保持恒定。
在本发明的另一个特别的实施方案中，EMR源的辐射的持续时间为约1秒-约180秒，优选约10秒-约60秒。
根据本发明的方法，粘合剂的加热可以通过电子设备上EMR源的强度和EMR的持续时间的逐步组合来获得。例如，可以通过以3W/cm2的强度发射EMR 25秒，然后发射0.3W/cm2的强度15秒来保持粘合剂层的温度恒定在75℃-80℃。
在本发明的另一个可选的实施方案中，所述方法在步骤(c)和(d)之间还包括将粘合剂冷却约10秒-约30秒，优选约10-20秒的步骤(c1)。优选地，所述冷却步骤通过将电子组件放置于室温(20℃到25℃)的空气中进行。
经过本发明的步骤(c)或(c1)之后，步骤(d)中元件的拆卸可以通过无机械应力或非常低的机械应力进行。
无机械应力是指期望的元件例如LCD自发地与粘合剂和其它元件例如防护玻璃或偏振膜分离。此外，非常低的机械应力是指与分离未处理的或通过常规拆卸方法如加热线切割处理的模块所需要的机械应力相比，期望的元件例如LCD可以很容易地通过手工或分离工具例如刀、剪刀、夹具或楔形工具与粘合剂和其它元件例如防护玻璃分离。
在本发明的另一个可选的实施方案中，将元件例如LCD从电子组件中拆卸之后，余下的仍然与外部元件粘合的液体光学透明粘合剂膜可以进一步通过从外部元件剥离来进行清洗，如WO 201429062A1中所公开的。
令人惊讶地，本发明人发现通过合适地选择根据本发明的方法的各种过程参数，包括EMR的波长、强度和持续时间以及吸收EMR的粘合剂的温度，粘合剂例如在电子设备中使用的光学透明粘合剂熔融或甚至被烧蚀至随后的拆卸组件不需要或需要非常低的机械应力的程度，且可以实现目标内部元件例如LCD与粘合剂和其它元件的优先脱离。
本发明的方法还具有的优点是与在现有技术中通常使用的加热方法例如加热线切割方法相比，本发明的方法非常快速并且由于温度敏感性不会损坏要重复使用的拆卸元件例如LCD。
与常规的方法相比，本发明的方法更安全也更有效。在常规方法中，当热量来自直接接触源时，其必须首先加热外层，并且通过传导将热传递至更深层。由于热传导需要温度梯度进行，并且存在可以安全使用的最高温度(在没有热保护手套的情况下约42℃)，这意味着在需要温热时温度更低。因此现有技术方法的效率比根据本发明的方法低得多。
根据本发明的方法，由EMR发射的能量可以容易地传递至所需的界面，即使穿过非常厚的界面，例如显示器模块的防护透镜或气隙(或真空)。此外，通过选择合适的参数组合，可以实现在外部元件和粘合剂的整个区域上均匀的温度分布和如果需要，选择性的温度分布。
根据本发明的方法和设备可以有效地适应3D或复杂形状的显示器模块。
图2和图3显示了用于从电子组件中拆卸元件的方法的设备1。在所示实施方案中，将透镜10从电子组件中拆卸，图中没有显示。设备1包括壳体和多个散热片9。设备1以使透镜10与两个平面接触表面8接触的方式与透镜10连接。而且，设备1包括多个用于产生电磁辐射的第一发光二极管2。这些第一发光二极管2在主发光二极管板3上以彼此规则间隔设置在平面中。主发光板3设置在两个接触表面8之间，其中接触表面8的外表面相对于主发光二极管板3处于较高水平。此外，第二发光二极管4以彼此规则的间隔设置在右侧发光二极管板5上，其中所述右侧发光二极管板5与主发光二极管板3成一定角度设置。在所示的实施方案中，右侧发光二极管板5垂直于主发光二极管板3设置于右接触表面8的侧壁上。在右侧发光二极管板5的对面，另外的第三发光二极管6以彼此规则间隔设置于左侧发光二极管板7上，其中所述左侧发光二极管板7相对于主发光二极管板3成一定角度设置。在所示的实施方案中，左侧发光二极管板7垂直于主发光二极管板3设置在左侧接触表面8的侧壁上。包围相应的发光二极管2、4、6的板3、5、7的部分至少部分以如下的方式设计：由发光二极管2、4、6发射的电磁波并且被透镜10反射的电磁波被依次反射。此外，壳体以及用于透镜10的接触表面8的部分由抛光铝制成，以依次反射由透镜10反射的电磁波。
参考以下实施例可以更好地理解本发明。
实施例
实施例1
在该实施例中测试了具有4.3英寸LCD的显示模块，其中在防护透镜和LCD模块之间层压有固化的可再加工的液体光学透明粘合剂。将层压显示模块的防护透镜固定到夹具中。从透镜侧以3W/cm2的强度施加如图1所示的来自于包括LED阵列的EMR源的420nm-650nm的可见光范围的EMR，并且在防护透镜和EMR源之间的空气隙为5mm。EMR穿过防护透镜并且传输至粘合在防护透镜和LCD模块之间的光学透明粘合剂。当光到达施加在LCD上的顶部偏振膜时，吸收最高。根据以下程序通过调节EMR源的强度将温度保持恒定在75℃-80℃：3W/cm2保持25秒，随后0.3W/cm2保持15秒。
在温度保持恒定的同时，使用由插在显示模块一角的特殊楔形工具产生的非常低的机械分裂来分离LCD模块。LCD模块成功地与防护透镜分离，并且LCD模块和防护透镜的表面都包含粘合剂残留物。
实施例2
在该实施例中测试了具有4.3英寸LCD的显示模块，其中在防护透镜和LCD模块之间层压有固化的可再加工的液体光学透明粘合剂。将层压显示模块的防护透镜固定到夹具中。从透镜侧以3W/cm2的强度施加如图1所示的来自于包括LED阵列的EMR源的420nm-650nm的可见光范围的EMR，并且在防护透镜和EMR源之间的空气隙为5mm。EMR穿过防护透镜并且传输到粘合在防护透镜和LCD模块之间的光学透明粘合剂。当光到达施加在LCD上的顶部偏振膜时，吸收最高。根据以下程序通过调节EMR源的强度将温度保持恒定在75℃至80℃：3W/cm2保持25秒，随后0.3W/cm2保持15秒。
在EMR被中断以及将显示模块放置在室温(20-25℃)下空气中20秒之后，使用插在显示模块一角上的特殊楔形工具产生的非常低的机械分裂来分离LCD模块。
在20秒冷却时间期间，散热从外到内发生。在粘合剂和顶部偏振膜之间的界面处维持光学透明粘合剂层的最高温度，使得LCD成功与防护透镜分离，并且通过目视检查在LCD表面上没有任何粘合剂残留，粘合剂仅留在防护透镜上。
如实施例1和2所示，根据本发明的方法，可以实现通过非常低的机械应力使LCD更容易地从显示模块中的防护玻璃上拆卸。出人意料地，在包括冷却步骤的实施例2的方法中，实现了粘合剂和LCD之间的优先脱离界面，并且在实施例2中所得的LCD表面上没有留下粘合剂。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实施本发明的这些以及其它修改和变化。另外，应当理解，各种实施方案的方面可以在整体上或在元件中互换。此外，本领域普通技术人员将理解，上述描述仅仅是示例性的，并且不旨在限制所附权利要求中进一步描述的本发明。
参考符号列表
1 设备 8 壳体
2 第一发光二极管 9 散热片
3 主发光二极管板 10 透镜
4 第二发光二极管
5 右侧发光二极管板
6 第三发光二极管
7 左侧发光二极管板

Claims (10)

1.一种用于从电子组件中拆卸元件的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供用于产生电磁辐射的装置；
(b)由所述装置发射电磁辐射穿过由粘合剂与内部元件粘合的外部元件；
(c)通过所述电磁辐射加热所述粘合剂，并将所述粘合剂的温度升高至50℃-100℃，其中所述电磁辐射的波长为420nm-650nm，所述电磁辐射的强度为0.05W/cm2-5W/cm2，以及所述电磁辐射的持续时间为10秒-60秒；以及
(d)从所述电子组件中拆卸所述元件，
其中所述方法在步骤(c)和(d)之间还包括通过将所述电子组件放置在20℃-25℃的空气中来将所述粘合剂冷却10秒-30秒的步骤(c1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂是光学透明液体粘合剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内部元件选自液晶显示器、有机发光二极管显示器、等离子体显示器、发光二极管显示器、电泳显示器和阴极射线管显示器。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其中在步骤(c)中将所述粘合剂的温度升高至50℃-80℃。
5.根据权利要求1-3之一所述的方法，其中所述电磁辐射的强度为0.1W/cm2-3W/cm2。
6.根据权利要求1-3之一所述的方法，其中所述内部元件的对角线为1英寸-30英寸。
7.根据权利要求1-3之一所述的方法，其中所述内部元件的对角线为4英寸-13英寸。
8.根据权利要求1-3之一的方法，其中所述用于产生电磁辐射的装置选自高强度连续发射系统、电致发光灯、白炽灯、金属卤化物灯、LED灯、高压汞灯、氙灯和发光二极管阵列。
9.根据权利要求8的方法，其中所述氙灯包括氙气闪光灯。
10.根据权利要求1-3之一所述的方法，其中所述用于产生电磁辐射的装置是发光二极管阵列。
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