DE102018009185A1 - Method for producing a 3D-shaped display glass, device for carrying out such a method, and display with such a 3D-shaped display glass - Google Patents

Method for producing a 3D-shaped display glass, device for carrying out such a method, and display with such a 3D-shaped display glass Download PDF

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Udo Gayer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases (1), wobei das 3D-geformte Displayglas (1) einen integrierten Sensor (3) aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass
A) eine optische Folie (5) als Träger bereitgestellt wird, wobei die optische Folie (5) transparent ist,
B) die optische Folie (5) zumindest auf einer Seite beschichtet wird, wobei zumindest bereichsweise mittels einer Trägerfolie (7) eine Farbschicht (9) und/oder eine Sensorschicht (3) aufgetragen wird, und/oder mittels Siebdruck eine Farbschicht (9) und/oder eine Sensorschicht (3) aufgetragen wird, so dass eine beschichtete optische Folie (5) erhalten wird,
C) die beschichtete optische Folie (5) erwärmt (23) wird,
D) die erwärmte beschichtete optische Folie (5) in ein Formwerkzeug (11) eingelegt wird, und unter einem bestimmten Druck (13) und bei einer bestimmten Temperatur (15) gepresst wird, so dass die beschichtete optische Folie (5) zu einem Werkstoffverbund (17) verbunden und umgeformt wird, und
E) der Werkstoffverbund (17) aus dem Formwerkzeug (11) entnommen wird, so dass das 3D-geformte Displayglas (1), insbesondere ein bedienbares Displayglas, erhalten wird.

Figure DE102018009185A1_0000
The invention relates to a method for producing a 3D-shaped display glass (1), wherein the 3D-shaped display glass (1) has an integrated sensor (3). The method is characterized in that
A) an optical film (5) is provided as a carrier, wherein the optical film (5) is transparent,
B) the optical film (5) is coated on at least one side, wherein at least in regions by means of a carrier film (7) a color layer (9) and / or a sensor layer (3) is applied, and / or by screen printing a color layer (9) and / or a sensor layer (3) is applied, so that a coated optical film (5) is obtained,
C) the coated optical film (5) is heated (23),
D) the heated coated optical film (5) in a mold (11) is inserted, and under a certain pressure (13) and at a certain temperature (15) is pressed, so that the coated optical film (5) to a composite material (17) connected and reshaped, and
E) the composite material (17) from the mold (11) is removed, so that the 3D-shaped display glass (1), in particular an operable display glass, is obtained.
Figure DE102018009185A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases, eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens, sowie ein Display mit einem 3D-geformten Displayglas.The invention relates to a method for producing a 3D-shaped display glass, to an apparatus for carrying out such a method, and to a display with a 3D-shaped display glass.

Für die im alltäglichen Gebrauch zum Einsatz kommenden mobilen elektronischen Geräte, beispielsweise Tablets oder Smartphones, sind leichte und belastbare Gehäuse erforderlich, die zu niedrigen Kosten hergestellt werden können. Als Material kommen hierbei eine Reihe verschiedener thermoplastischer Verbundwerkstoffe, insbesondere faserverstärkte Verbundwerkstoffe, zum Einsatz. Diese Verbundwerkstoffe lassen sich in einem Formwerkzeug in das gewünschte Gehäuse formen. Das Gehäuse sollte zur Gewichtsersparnis möglichst dünn sein, jedoch eine für derartige Geräte notwendige Stabilität aufweisen. Die Herstellung von dünnwandigen Bauteilen aus faserverstärktem thermoplastischem Material, insbesondere aus Organoblechen, für Gehäuse von mobilen elektronischen Geräten ist aus dem Stand der Technik bekannt.For the everyday use of mobile electronic devices used, such as tablets or smartphones, lightweight and durable housing are required, which can be manufactured at low cost. The material used here are a number of different thermoplastic composite materials, in particular fiber-reinforced composite materials used. These composites can be molded in a mold into the desired housing. The housing should be as thin as possible to save weight, but have a stability necessary for such devices. The production of thin-walled components from fiber-reinforced thermoplastic material, in particular from organo sheets, for housing of mobile electronic devices is known from the prior art.

Verbundformteile aus einer Folie und einem Kunststoffformkörper, insbesondere einem faserverstärkten Verbundkunststoff, sind seit längerem bekannt, dabei können die Kunststoffformkörper mit einer Farbschicht und/oder einer Schicht mit haptisch fühlbaren Eigenschaften versehen werden. Derartige Verbundformteile erlangen bei Kommunikationsgeräten sowie im Fahrzeugbau immer größere Bedeutung. Faserverstärkte Verbundkunststoffe sind vielfältig und flexibel einsetzbar und können durch die Wahl der Faser, des Materials und/oder der Struktur in ihren mechanischen Eigenschaften optimal an die an das jeweilige Bauteil gestellten Anforderungen, insbesondere auftretende Belastungen, angepasst werden, und ermöglichen dabei bei gleicher Belastbarkeit dünnere und/oder leichtere Bauteile im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen.Composite moldings of a film and a plastic molding, in particular a fiber-reinforced composite plastic, have long been known, while the plastic moldings can be provided with a color layer and / or a layer having tactile tactile properties. Such composite moldings are becoming increasingly important in communication devices and in vehicle construction. Fiber-reinforced composite plastics are versatile and flexible in use and can be optimally adapted in their mechanical properties by the choice of fiber, material and / or structure to the requirements placed on the respective component, in particular occurring loads, while allowing for the same load capacity thinner and / or lighter components compared to conventional components.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2016 112 505 A1 offenbart eine Transferfolie, umfassend eine Trägerfolie und eine Transferlage, wobei die Transferfolie zur Übertragung der Transferlage auf ein dreidimensionales Bauteil vorgesehen ist. Die Transferschicht kann hierbei als Farbschicht oder als Schutzschicht ausgebildet sein. Die Transferfolie wird mittels eines Insert-Molding-Verfahrens auf ein Bauteil aufgebracht.The German patent application DE 10 2016 112 505 A1 discloses a transfer film comprising a carrier film and a transfer layer, the transfer film being provided for transferring the transfer layer to a three-dimensional component. The transfer layer may be formed here as a color layer or as a protective layer. The transfer film is applied to a component by means of an insert molding process.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2016 118 259 A1 offenbart ein Verfahren zum Verarbeiten von Folien sowie eine Vorschubeinrichtung und ein Spritzgusswerkzeug. In dem Verfahren zum Verarbeiten von Folienbahnen werden zumindest zwei in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung nebeneinander angeordnete Folienbahnen bereitgestellt, die nebeneinander angeordneten Folienbahnen werden in das Spritzgusswerkzeug zugeführt und ausgerichtet, wobei mittels der Trägerfolie transferierbare Schichten auf Kunststoffteile aufgebracht werden, beispielsweise auf Gehäuseschalen tragbarer Geräte. Unter Einsatz der IMD-Technologie (in-mold decoration) wird eine Trägerfolie in eine Kavität einer Werkzeugform eingebracht und mit einem fließfähigen Füllmedium hinterspritzt. Nach dem Hinterspritzen kann die Trägerfolie von der auf das erstarrte Füllmedium transferierten Schicht abgezogen werden.The German patent application DE 10 2016 118 259 A1 discloses a method of processing films, as well as a feed device and an injection molding tool. In the method for processing film webs, at least two film webs arranged side by side in the direction substantially perpendicular to the feed direction are provided, the film webs arranged next to one another are fed into the injection mold and aligned, wherein transferable layers are applied to plastic parts by means of the carrier film, for example on housing shells of portable devices , Using IMD technology (in-mold decoration), a carrier foil is introduced into a cavity of a tool mold and back-injected with a flowable filling medium. After the back molding, the carrier film can be removed from the layer transferred to the solidified filling medium.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015 109 597 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffformkörpers, wobei ein Grundkörper auf Basis wenigstens eines Faserverbundkunststoffs und eine Dekorfolie bereitgestellt werden, der Grundkörper aufgeheizt wird, und der Grundkörper in einem Formwerkzeug mit der Dekorfolie verbunden wird. Dabei wird ein Kunststoffformkörper mit einem Grundkörper aus einem Faserverbundkunststoff und einer Dekorfolie, welche zumindest einen Oberflächenbereich des Kunststoffformkörpers bildet, erhalten.The German patent application DE 10 2015 109 597 A1 discloses a method for producing a plastic molded body, wherein a base body based on at least one fiber composite plastic and a decorative film are provided, the base body is heated, and the base body is connected in a mold with the decorative film. In this case, a plastic molding having a base body of a fiber composite plastic and a decorative film, which forms at least one surface region of the plastic molded body, is obtained.

Die deutsche Patentschrift DE 10 2017 101 595 B3 offenbart eine Transferfolie und Verfahren zur Herstellung der Transferfolie sowie Verfahren zur Herstellung eines mit einer Transferlage einer Transferfolie dekorierten Spritzgussartikels. Die Transferfolie umfasst eine Trägerfolie und eine auf der Trägerfolie angeordnete und von der Trägerfolie ablösbare Transferlage.The German patent DE 10 2017 101 595 B3 discloses a transfer film and methods of making the transfer film, and methods of making an injection molded article decorated with a transfer layer of a transfer film. The transfer film comprises a carrier film and a transfer layer arranged on the carrier film and detachable from the carrier film.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses, insbesondere für ein mobiles elektronisches Gerät, erlauben jedoch nicht die Herstellung eines 3D-geformten Displayglases, insbesondere dünnen, transparenten Displayglases, welches einen integrierten Sensor aufweist.However, the known methods for producing a housing, in particular for a mobile electronic device, do not allow the production of a 3D-shaped display glass, in particular a thin, transparent display glass, which has an integrated sensor.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases, eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens, sowie ein Display mit einem solchen 3D-geformten Displayglas zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore based on the object to provide a method for producing a 3D-shaped display glass, an apparatus for performing such a method, and a display with such a 3D-shaped display glass, wherein said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases geschaffen wird, wobei das 3D-geformte Displayglas einen integrierten Sensor aufweist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass

  1. A) eine optische Folie als Träger bereitgestellt wird, wobei die optische Folie transparent ist,
  2. B) die optische Folie zumindest auf einer Seite beschichtet wird, wobei zumindest bereichsweise mittels einer Trägerfolie eine Farbschicht und/oder eine Sensorschicht aufgetragen wird, und/oder mittels Siebdruck eine Farbschicht und/oder eine Sensorschicht aufgetragen wird, so dass eine beschichtete optische Folie erhalten wird,
  3. C) die beschichtete optische Folie erwärmt wird,
  4. D) die erwärmte beschichtete optische Folie in ein Formwerkzeug eingelegt wird, und unter einem bestimmten Druck und bei einer bestimmten Temperatur gepresst wird, so dass die beschichtete optische Folie zu einem Werkstoffverbund verbunden und umgeformt wird, und
  5. E) der Werkstoffverbund aus dem Formwerkzeug entnommen wird, so dass das 3D-geformte Displayglas, insbesondere ein bedienbares Displayglas, erhalten wird.
The object is achieved in particular by providing a method for producing a 3D-shaped display glass, wherein the 3D-shaped display glass has an integrated sensor , wherein the method is characterized in that
  1. A) an optical film is provided as a carrier, wherein the optical film is transparent,
  2. B) the optical film is coated on at least one side, wherein at least in regions by means of a carrier film, a color layer and / or a sensor layer is applied, and / or by screen printing a color layer and / or a sensor layer is applied, so that a coated optical film becomes,
  3. C) the coated optical film is heated,
  4. D) the heated coated optical film is placed in a mold, and is pressed under a certain pressure and at a certain temperature, so that the coated optical film is bonded and formed into a composite material, and
  5. E) the composite material is removed from the mold, so that the 3D-shaped display glass, in particular an operable display glass, is obtained.

Vorzugsweise wird die beschichtete Folie in Schritt C) auf eine Temperatur von 100 °C bis 300 °C erwärmt.Preferably, the coated film is heated in step C) to a temperature of 100 ° C to 300 ° C.

Vorzugsweise wird die beschichtete optische Folie außerhalb des Formwerkzeugs und/oder in dem Formwerkzeug erwärmt.Preferably, the coated optical film is heated outside of the mold and / or in the mold.

Vorzugsweise wird die optische Folie in Schritt B), in Schritt C) und/oder in Schritt D) mittels einer Klemmvorrichtung, insbesondere mittels eines Klemmrahmens, und/oder mittels einer Vakuumsaugung fixiert.The optical film is preferably fixed in step B), in step C) and / or in step D) by means of a clamping device, in particular by means of a clamping frame, and / or by means of a vacuum suction.

Vorzugsweise weist die optische Folie eine Schichtdicke von 750 µm bis 7 mm auf, bevorzugt von 750 µm bis 5 mm, oder bevorzugt von 750 µm bis 3 mm.The optical film preferably has a layer thickness of from 750 μm to 7 mm, preferably from 750 μm to 5 mm, or preferably from 750 μm to 3 mm.

Vorzugsweise ist das 3D-geformte Displayglas einstückig, bevorzugt einteilig ausgebildet.Preferably, the 3D-shaped display glass is in one piece, preferably formed in one piece.

Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zur Formgebung eines polymeren, optisch transparenten Trägers und das Verbinden mit mindestens einer optisch wirksamen oder sensorisch wirksamen Schicht in einem Pressverfahren vorgeschlagen, wobei ein 3D-geformtes Displayglas, insbesondere ein dünnes, bedienbares Displayglas, mit einer integrierten Sensorschicht erhalten wird. Auf eine transparente optische Folie wird mittels einer Trägerfolie eine Farbschicht und/oder eine Sensorschicht auf den Träger übertragen. In dem Verfahren wird das 3D-geformte Displayglas aus der optischen Folie mit der darauf befindlichen Farbschicht und/oder einer Sensorschicht in einem Pressverfahren in einen Werkstoffverbund überführt. Das aus dem Werkstoffverbund erhaltene 3D-geformte Displayglas erfüllt alle Anforderungen eines bedienbaren Displayglases.According to the invention, therefore, a method for shaping a polymeric, optically transparent support and bonding with at least one optically active or sensory effective layer in a pressing method is proposed, wherein a 3D-shaped display glass, in particular a thin, operable display glass, having an integrated sensor layer is obtained , On a transparent optical film, a color layer and / or a sensor layer is transferred to the carrier by means of a carrier film. In the method, the 3D-shaped display glass is converted from the optical film with the color layer thereon and / or a sensor layer in a pressing process into a composite material. The 3D-shaped display glass obtained from the composite material meets all the requirements of an operable display glass.

Vorzugsweise wird der Werkstoffverbund und/oder das 3D-geformte Displayglas ganz oder teilweise abgekühlt, bevorzugt vor Entnahme aus dem Formwerkzeug, oder bevorzugt nach der Entnahme aus dem Formwerkzeug.Preferably, the composite material and / or the 3D-shaped display glass is completely or partially cooled, preferably before removal from the mold, or preferably after removal from the mold.

Das Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Vorteilhafterweise erlaubt das Verfahren die Integration eines Sensors in das 3D-geformte Displayglas. Vorteilhafterweise wird das 3D-geformte Displayglas in einem einstufigen Verfahren erhalten. Vorteilhafterweise wird durch das Pressen einer thermisch aktivierten beschichteten optischen Folie ein spannungsarmes Displayglas erzeugt, welches eine hohe Formstabilität besitzt und bei mechanischer Beanspruchung gleichzeitig elastisch bleibt. Vorteilhafterweise wird ein besonders leichtes Displayglas erhalten. Vorteilhafterweise wird ein 3D-geformtes Displayglas mit besonders geringer Schichtdicke erhalten, wobei die mechanische Beanspruchbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Displaygläsern erhalten bleibt. Vorteilhafterweise führt das Verfahren zu einer Kostenersparnis. Vorteilhafterweise kann durch das Verfahren ein 3D-Displayglas mit beliebiger Geometrie erhalten werden. The method of manufacturing a 3D molded display glass has advantages over the prior art. Advantageously, the method allows the integration of a sensor in the 3D-shaped display glass. Advantageously, the 3D-formed display glass is obtained in a one-step process. Advantageously, a low-stress display glass is produced by pressing a thermally activated coated optical film, which has a high dimensional stability and at the same time remains elastic under mechanical stress. Advantageously, a particularly lightweight display glass is obtained. Advantageously, a 3D-shaped display glass is obtained with a particularly small layer thickness, the mechanical resistance is maintained in comparison to conventional display glass. Advantageously, the method leads to a cost savings. Advantageously, by the method, a 3D display glass can be obtained with any geometry.

Vorteilhafterweise ist die Schlagzähigkeit des 3D-geformten Displayglases besonders hoch.Advantageously, the impact resistance of the 3D-shaped display glass is particularly high.

Unter einem 3D-geformten Displayglas wird insbesondere ein zumindest teilweise transparentes Gehäuse mit einem integrierten Sensor verstanden. Entsprechend wird unter einem Display ein das 3D-geformte Displayglas aufweisendes Bauteil verstanden, das insbesondere einen Bildschirm aufweist, insbesondere einen LED- oder einen OLED-Bildschirm.A 3D-shaped display glass is understood in particular to mean an at least partially transparent housing with an integrated sensor. Accordingly, a display is understood to mean a component which has the 3D-shaped display glass and in particular has a screen, in particular an LED or an OLED screen.

Unter einer optischen Folie wird insbesondere eine transparente, zumindest teilweise flexible Folie verstanden. Vorzugsweise ist die optische Folie aus mindestens einem Thermoplasten ausgebildet, bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt aus Polyolefine, Vinylpolymerisate, Polyacrylate, Polyamide, Polyurethane, Polyharnstoffe, Polyimide, Polyester, Polyether, Polystyrole, Polyhydantoine, Polyphenylenoxide, Polyarylensulfide, Polysulfone, Polycarbonate, und Polymethylmethacrylat.An optical film is understood in particular to mean a transparent, at least partially flexible film. Preferably, the optical film is formed of at least one thermoplastic, preferably selected from the group consisting of polyolefins, vinyl polymers, polyacrylates, polyamides, polyurethanes, polyureas, polyimides, polyesters, polyethers, polystyrenes, polyhydantoins, polyphenylene oxides, polyarylene sulfides, polysulfones, polycarbonates, and polymethyl methacrylate.

Vorzugsweise werden die Farbschicht und/oder die Sensorschicht bereichsweise auf die optische Folie aufgetragen. Vorzugsweise wird die Farbschicht an einem Rand der optischen Folie aufgetragen. Vorzugsweise wird die Sensorschicht in einem inneren Bereich der optischen Folie aufgetragen, insbesondere an einem Bereich, an dem ein Bildschirm bestimmungsgemäß angeordnet werden soll.Preferably, the color layer and / or the sensor layer are applied in regions to the optical film. Preferably, the color layer becomes at an edge of the optical film applied. Preferably, the sensor layer is applied in an inner region of the optical film, in particular on an area where a screen is to be arranged as intended.

Vorzugsweise weist die optische Folie eine Haftvermittlerschicht auf, so dass die Farbschicht und/oder die Sensorschicht auf der optischen Folie besser haften. Vorzugsweise ist die Haftvermittlerschicht aus Acrylaten, Polyesterharzen, Alkylharzen, Aminoharzen, Amidoharzen oder Phenolharzen ausgebildet. Vorzugsweise ist die Haftvermittlerschicht transparent.The optical film preferably has an adhesion promoter layer so that the ink layer and / or the sensor layer adhere better to the optical film. The adhesion promoter layer is preferably formed from acrylates, polyester resins, alkyl resins, amino resins, amido resins or phenolic resins. Preferably, the adhesion promoter layer is transparent.

Unter einer Sensorschicht wird insbesondere eine Schicht verstanden, die einen Sensor aufweist. Der Sensor kann dabei ein Berührungssensor zur Bedienung eines elektronischen Geräts oder ein Sensor zur Erkennung der Umgebung des elektronischen Geräts sein.A sensor layer is understood in particular to mean a layer which has a sensor. The sensor may be a touch sensor for operating an electronic device or a sensor for detecting the environment of the electronic device.

Unter einem integrierten Sensor wird insbesondere eine in oder an eine optische Folie aufgetragene, insbesondere geformte, Sensorschicht verstanden.An integrated sensor is understood in particular to be a sensor layer applied in or onto an optical film, in particular a molded one.

Unter einem Umformen oder einem Formen wird insbesondere eine Formgebung einer optischen Folie, insbesondere eine dreidimensionale Formgebung einer optischen Folie, verstanden, die insbesondere der dreidimensionalen Form des zu erhaltenden 3D-geformten Displayglases entspricht.A reshaping or shaping is understood in particular as a shaping of an optical film, in particular a three-dimensional shaping of an optical film, which in particular corresponds to the three-dimensional shape of the 3D-shaped display glass to be obtained.

Unter einer Trägerfolie wird insbesondere eine Folie mit einer Farbschicht und/oder einer Sensorschicht verstanden, wobei die Farbschicht und/oder die Sensorschicht auf einen Träger übertragbar sind, insbesondere eine auf die Trägerfolie applizierte Farbschicht und/oder Sensorschicht, die mittels der Trägerfolie auf die Oberfläche einer optischen Folie auftragbar sind.A carrier film is understood in particular to mean a film having a color layer and / or a sensor layer, wherein the color layer and / or the sensor layer can be transferred to a carrier, in particular a color layer and / or sensor layer applied to the carrier film and applied to the surface by means of the carrier film an optical film can be applied.

Vorzugsweise werden die Farbschicht und/oder die Sensorschicht durch ein IMD-Verfahren (in-mold decoration) mittels einer IMD-Folie als Trägerfolie auf den Träger aufgetragen, wobei die Trägerfolie, insbesondere eine transparente Trägerfolie, eine Farbschicht und/oder eine Sensorschicht aufweist. Nach dem Auftragen der Farbschicht und/oder der Sensorschicht wird dabei die Trägerfolie wieder entfernt. Vorzugsweise werden die Farbschicht und/oder die Sensorschicht über ein FIM-Verfahren (film-insert-molding) auf den Träger aufgetragen, wobei die Trägerfolie, insbesondere eine transparente Trägerfolie, eine Farbschicht und/oder eine Sensorschicht aufweist. Nach dem Auftragen der Farbschicht und/oder der Sensorschicht verbleibt dabei die Trägerfolie auf dem Träger und wird im weiteren Verfahren mit dem Träger verbunden.The ink layer and / or the sensor layer are preferably applied to the carrier by means of an IMD (in-mold decoration) film as a carrier film, wherein the carrier film, in particular a transparent carrier film, has a color layer and / or a sensor layer. After application of the ink layer and / or the sensor layer while the carrier film is removed again. The color layer and / or the sensor layer are preferably applied to the carrier by means of a FIM (film-insert-molding) method, the carrier film, in particular a transparent carrier film, having a color layer and / or a sensor layer. After application of the color layer and / or the sensor layer, the carrier film remains on the carrier and is connected to the carrier in the further process.

Vorzugsweise ist die Trägerfolie eine PET-, PEN-, OPP-, BOPP-, PE- oder Celluloseacetat-Folie.The carrier film is preferably a PET, PEN, OPP, BOPP, PE or cellulose acetate film.

Vorzugsweise weist die Trägerfolie eine Schichtdicke von 5 µm bis 250 µm auf, bevorzugt von 10 µm bis 100 µm.The carrier film preferably has a layer thickness of from 5 μm to 250 μm, preferably from 10 μm to 100 μm.

Vorzugsweise weist die Trägerfolie auf einer der Farbschicht und/oder der Sensorschicht zugewandten Seite eine Ablöseschicht auf, insbesondere aus einem Wachs oder einem Silikon.The carrier film preferably has a release layer, in particular made of a wax or a silicone, on a side facing the ink layer and / or the sensor layer.

Unter einer Farbschicht wird insbesondere eine Schicht zum Einfärben und/oder zum Dekorieren eines Trägers, insbesondere einer optischen Folie, verstanden. A colored layer is understood in particular to mean a layer for coloring and / or decorating a support, in particular an optical film.

Vorzugsweise basiert die Farbschicht auf Melanin, Polyurethan, Polyacrylat, Polyol, Isocyanat und/oder Polyvinylchlorid als Trägermaterial, wobei bevorzugt Farbpartikel in dem Trägermaterial verteilt sind.The color layer is preferably based on melanin, polyurethane, polyacrylate, polyol, isocyanate and / or polyvinyl chloride as the carrier material, with color particles preferably being distributed in the carrier material.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das 3D-geformte Displayglas nach Schritt D) und/oder während Schritt E) gehärtet wird, bevorzugt durch Erwärmen und/oder UV-Strahlen.According to one development of the invention, it is provided that the 3D-shaped display glass is cured after step D) and / or during step E), preferably by heating and / or UV rays.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während und/oder nach Schritt D) an den Werkstoffverbund und/oder das 3D-geformte Displayglas mindestens ein Schraubdom und/oder mindestens eine Versteifung angeformt und/oder angespritzt wird. Vorzugsweise wird während und/oder nach Schritt D) an den Werkstoffverbund und/oder das 3D-geformte Displayglas ein Rahmen angeformt und/oder angespritzt, insbesondere an einem Rand des Werkstoffverbunds und/oder des 3D-geformten Displayglases, bevorzugt aus einer Polycarbonat-Matrix mit Glas- und/oder Carbon-Fasern. Vorzugsweise wird der mindestens eine Schraubdom und/oder die mindestens eine Versteifung an den mit glasfaserverstärktem Material verstärkten Randbereich des Werkstoffverbunds und/oder des 3D-geformten Displayglases angeformt und/oder angespritzt.According to one embodiment of the invention, it is provided that at least one screw dome and / or at least one stiffener is molded and / or molded on during the molding process and / or after step D) of the composite material and / or the 3D-shaped display glass. Preferably, during and / or after step D), a frame is formed and / or molded onto the composite material and / or the 3D-shaped display glass, in particular on an edge of the composite material and / or the 3D-shaped display glass, preferably of a polycarbonate matrix with glass and / or carbon fibers. Preferably, the at least one screw dome and / or the at least one reinforcement is integrally formed and / or molded onto the edge region of the material composite reinforced with glass-fiber reinforced material and / or the 3D-shaped display glass.

Vorzugsweise wird während und/oder nach Schritt D) auf den Werkstoffverbund und/oder das 3D-geformte Displayglas zumindest bereichsweise eine Farbschicht und/oder eine Dekorfolie aufgetragen. Vorzugsweise wird die Farbschicht und/oder die Dekorfolie in Schritt D) unter dem bestimmten Druck und der bestimmten Temperatur gepresst, so dass die Farbschicht und/oder die Dekorfolie mit dem Werkstoffverbund verbunden wird.Preferably, during and / or after step D), a color layer and / or a decorative film is at least partially applied to the composite material and / or the 3D-shaped display glass. Preferably, the color layer and / or the decorative film is pressed in step D) under the specific pressure and the specific temperature, so that the color layer and / or the decorative film is connected to the composite material.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die andere Seite der optischen Folie vor, während und/oder nach Schritt B) mit einer kratzfesten Beschichtung und/oder einer Anti-Fingerprint-Beschichtung beschichtet wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that the other side of the optical film before, during and / or after step B) with a Scratch-resistant coating and / or an anti-fingerprint coating is coated.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Farbschicht und/oder die Sensorschicht mit einer Schichtdicke von 0,2 µm bis 250 µm hergestellt wird. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke der Farbschicht und/oder der Sensorschicht 0,2 µm bis 100 µm, bevorzugt 0,2 µm bis 50 µm, bevorzugt 0,2 µm bis 100 µm, bevorzugt 1 µm bis 250 µm, bevorzugt 1 µm bis 100 µm, bevorzugt 1 µm bis 50 µm, oder bevorzugt 1 µm bis 10 µm.According to a development of the invention, it is provided that the color layer and / or the sensor layer is produced with a layer thickness of 0.2 μm to 250 μm. The layer thickness of the color layer and / or the sensor layer is preferably 0.2 μm to 100 μm, preferably 0.2 μm to 50 μm, preferably 0.2 μm to 100 μm, preferably 1 μm to 250 μm, preferably 1 μm to 100 μm , preferably 1 .mu.m to 50 .mu.m, or preferably 1 .mu.m to 10 .mu.m.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das 3D-geformte Displayglas eine Schichtdicke von 750 µm bis 7 mm aufweist, bevorzugt von 750 µm bis 5 mm, oder bevorzugt von 750 µm bis 3 mm.According to one embodiment of the invention, it is provided that the 3D-shaped display glass has a layer thickness of 750 .mu.m to 7 mm, preferably from 750 .mu.m to 5 mm, or preferably from 750 .mu.m to 3 mm.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während des Umformens in Schritt D) zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur und/oder eine Prägung in den Werkstoffverbund eingebracht wird.According to one development of the invention, it is provided that during surface forming in step D), at least in some areas, a surface structure and / or an embossing is introduced into the material composite.

Unter einer Oberflächenstruktur und/oder Prägung wird insbesondere eine Reliefstruktur verstanden, die haptisch wahrnehmbar ist, und/oder eine optisch wirksame Mikrostruktur, insbesondere zum Entspiegeln des Displayglases.A surface structure and / or embossing is understood in particular to mean a relief structure that is perceptible haptically, and / or an optically active microstructure, in particular for uncoating the display glass.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die optische Folie zumindest bereichsweise aus Polyamid, Polycarbonat, Polymethlymethacrylat, Polyvinylchlorid und/oder Polyester ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Randbereich der optischen Folie glasfaserverstärktes Material auf, bevorzugt glasfaserverstärktes Polyamid, Polycarbonat, Polymethlymethacrylat, Polyvinylchlorid und/oder Polyester.According to one embodiment of the invention, it is provided that the optical film is at least partially made of polyamide, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride and / or polyester. Preferably, the edge region of the optical film comprises glass fiber reinforced material, preferably glass fiber reinforced polyamide, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride and / or polyester.

Vorzugsweise wird das Formwerkzeug temperiert, bevorzugt auf eine Temperatur von 50 °C bis 300 °C, bevorzugt 70 °C bis 200 °C.Preferably, the mold is tempered, preferably to a temperature of 50 ° C to 300 ° C, preferably 70 ° C to 200 ° C.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases geschaffen wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für die Vorrichtung insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases erläutert wurden.The object is also achieved by providing a device for carrying out a method according to the invention for producing a 3D-shaped display glass, in particular according to one of the exemplary embodiments described above. This results in particular advantages for the device, which have already been explained in connection with the method for producing a 3D-shaped display glass.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Display mit einem 3D-geformten Displayglas geschaffen wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für das Display insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases und mit der Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens erläutert wurden.The object is also achieved by providing a display with a 3D-shaped display glass, in particular according to one of the embodiments described above. In particular, the advantages which have already been explained in connection with the method for producing a 3D-shaped display glass and with the apparatus for carrying out such a method are obtained for the display.

Vorzugsweise ist das Display ein Display für ein Tablet, ein Smartphone, ein Steuergerät, oder für ein in einem Fahrzeug angeordnetes elektronisches Gerät, insbesondere eine Head-Unit oder ein Infotainmentsystem.The display is preferably a display for a tablet, a smartphone, a control unit, or for an electronic device arranged in a vehicle, in particular a head unit or an infotainment system.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases in einem Ausführungsbeispiel.The single FIGURE shows a schematic representation of a method for producing a 3D-shaped display glass in one embodiment.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases 1 in einem Ausführungsbeispiel, wobei das 3D-geformte Displayglas 1 einen integrierten Sensor 3 aufweist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt A) eine optische Folie 5 als Träger bereitgestellt wird, wobei die optische Folie 5 transparent ist, in Schritt B) die optische Folie 5 zumindest auf einer Seite beschichtet wird, wobei zumindest bereichsweise mittels einer Trägerfolie 7 eine Farbschicht 9 und/oder eine Sensorschicht 3 aufgetragen wird, und/oder mittels Siebdruck eine Farbschicht 9 und/oder eine Sensorschicht 3 aufgetragen wird, so dass eine beschichtete optische Folie 5 erhalten wird, in Schritt C) die beschichtete optische Folie 5 erwärmt wird 23, in Schritt D) die erwärmte beschichtete optische Folie 5 in ein Formwerkzeug 11 eingelegt wird, und unter einem bestimmten Druck 13 und bei einer bestimmten Temperatur 15 gepresst wird, so dass die beschichtete optische Folie 5 zu einem Werkstoffverbund 17 verbunden und umgeformt wird, und in Schritt E) der Werkstoffverbund 17 aus dem Formwerkzeug 11 entnommen wird, so dass das 3D-geformte Displayglas 1, insbesondere ein bedienbares Displayglas 1 erhalten wird.The single figure shows a schematic representation of a method for producing a 3D-shaped display glass 1 in one embodiment, wherein the 3D-shaped display glass 1 an integrated sensor 3 having. The method is characterized in that in step A ) an optical film 5 is provided as a carrier, wherein the optical film 5 is transparent, in step B ) the optical film 5 is coated at least on one side, wherein at least partially by means of a carrier film 7 a color layer 9 and / or a sensor layer 3 is applied, and / or by screen printing a color coat 9 and / or a sensor layer 3 is applied, leaving a coated optical film 5 is obtained in step C ) the coated optical film 5 is heated 23 , in step D ) the heated coated optical film 5 in a mold 11 is inserted, and under a certain pressure 13 and at a certain temperature 15 is pressed, so that the coated optical film 5 to a composite material 17 connected and reshaped, and in step e ) the composite material 17 from the mold 11 is removed, leaving the 3D-shaped display glass 1 , in particular an operable display glass 1 is obtained.

Vorteilhafterweise wird durch das Verfahren die Integration eines Sensors in ein Displayglas 1 ermöglicht. Vorteilhafterweise wird durch das Verfahren ein transparentes Displayglas 1 mit einem besonders geringen Gewicht erhalten. Vorteilhafterweise wird ein 3D-geformtes Displayglas 1 mit besonders geringer Schichtdicke erhalten, wobei die mechanische Beanspruchbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Displaygläsern erhalten bleibt. Vorteilhafterweise führt das Verfahren zu einer Kostenersparnis. Vorteilhafterweise wird das Displayglas 1 in einem einstufigen Verfahren erhalten.Advantageously, the method integrates a sensor into a display glass 1 allows. Advantageously, the method becomes a transparent display glass 1 obtained with a very low weight. Advantageously, a 3D-shaped display glass 1 obtained with a particularly small layer thickness, the mechanical strength is maintained compared to conventional display glass. Advantageously, the method leads to a cost savings. Advantageously, the display glass 1 obtained in a one-step process.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das 3D-geformte Displayglas 1 nach Schritt D) und/oder währen Schritt E) gehärtet, bevorzugt durch Erwärmen und/oder UV-Strahlen. In one embodiment of the invention, the 3D-shaped display glass 1 after step D) and / or during step E), preferably by heating and / or UV rays.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird während und/oder nach Schritt D) an den Werkstoffverbund 17 und/oder das 3D-geformte Displayglas 1 mindestens ein Schraubdom 19 und/oder mindestens eine Versteifung 21 angeformt und/oder angespritzt wird.In a further embodiment of the invention is during and / or after step D) to the composite material 17 and / or the 3D-shaped display glass 1 at least one screw dome 19 and / or at least one stiffener 21 molded and / or molded.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die andere Seite der optischen Folie 5 vor, während und/oder nach Schritt B) mit einer kratzfesten Beschichtung und/oder einer Anti-Fingerprint-Beschichtung beschichtet.In a further embodiment of the invention, the other side of the optical film 5 before, during and / or after step B ) coated with a scratch-resistant coating and / or an anti-fingerprint coating.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Farbschicht 9 und/oder die Sensorschicht 3 mit einer Schichtdicke von 0,2 µm bis 250 µm hergestellt.In a further embodiment of the invention, the color layer 9 and / or the sensor layer 3 produced with a layer thickness of 0.2 microns to 250 microns.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das 3D-geformte Displayglas 1 mit einer Schichtdicke von 750 µm bis 7 mm hergestellt.In a further embodiment of the invention, the 3D-shaped display glass 1 manufactured with a layer thickness of 750 microns to 7 mm.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird während des Umformens in Schritt D) zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur und/oder eine Prägung in den Werkstoffverbund 17 eingebracht.In a further embodiment of the invention, during the reshaping in step D), at least in regions, a surface structure and / or an embossing in the composite material 17 brought in.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die optische Folie 5 zumindest bereichsweise aus Polyamid, Polycarbonat, Polymethlymethacrylat, Polyvinylchlorid und/oder Polyester ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the optical film 5 at least partially made of polyamide, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride and / or polyester.

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens weist ein Formwerkzeug 9 auf. Das Formwerkzeug 9 weist insbesondere eine erste Werkzeughälfte und mindestens eine zweite Werkzeughälfte auf, zwischen denen im geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs 9 eine Kavität ausgebildet ist, welche komplementär zu einer Form des zu erhaltenden 3D-geformten Displayglases 1 ausgebildet ist. Durch die beim Erwärmen und Umformen eingebrachte Wärme in Kombination mit einer Druckbeaufschlagung wird die Farbschicht 9 und/oder die Sensorschicht 3 mit dem Träger verbunden, so dass auf einen separaten Arbeitsschritt verzichtet werden kann.The device for carrying out the method has a molding tool 9 on. The mold 9 has in particular a first mold half and at least one second mold half, between which in the closed state of the mold 9 a cavity is formed which is complementary to a shape of the 3D-shaped display glass to be obtained 1 is trained. Due to the heat introduced during heating and forming in combination with a pressurization, the ink layer 9 and / or the sensor layer 3 connected to the carrier, so that can be dispensed with a separate step.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen Hohlraum zum Einbringen einer Kunststoffmasse auf, wodurch das Anspritzen des Schraubdoms 19 und/oder der Verstärkung 21 an den Werkstoffverbund 17 und/oder das 3D-geformte Displayglas 1 möglich ist.In a further embodiment, the device has a cavity for introducing a plastic compound, whereby the injection molding of the screw dome 19 and / or reinforcement 21 to the composite material 17 and / or the 3D-shaped display glass 1 is possible.

Das 3D-geformte Displayglas 1 kann insbesondere in einem Display für ein mobiles elektronisches Gerät verwendet werden, bevorzugt für ein Tablet, ein Smartphone, ein Steuergerät, oder für ein in einem Fahrzeug angeordnetes elektronisches Gerät, insbesondere eine Head-Unit oder ein Infotainmentsystem.The 3D-shaped display glass 1 can be used in particular in a display for a mobile electronic device, preferably for a tablet, a smartphone, a control device, or for an electronic device arranged in a vehicle, in particular a head unit or an infotainment system.

Das 3D-geformte Displayglas 1, insbesondere die beschichtete optische Folie 5, kann dabei mit der der ersten Sensorschicht 3 beschichteten Seite auf einem Bildschirm angeordnet werden, insbesondere einem LED- oder einem OLED-Bildschirm.The 3D-shaped display glass 1 , in particular the coated optical film 5 , can with the first sensor layer 3 coated side are arranged on a screen, in particular a LED or an OLED screen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Verfahren zum Herstellen eines 3D-geformten Displayglases (1), wobei das 3D-geformte Displayglas (1) einen integrierten Sensor (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass A) eine optische Folie (5) als Träger bereitgestellt wird, wobei die optische Folie (5) transparent ist, B) die optische Folie (5) zumindest auf einer Seite beschichtet wird, wobei zumindest bereichsweise mittels einer Trägerfolie (7) eine Farbschicht (9) und/oder eine Sensorschicht (3) aufgetragen wird, und/oder mittels Siebdruck eine Farbschicht (9) und/oder eine Sensorschicht (13) aufgetragen wird, so dass eine beschichtete optische Folie (5) erhalten wird, C) die beschichtete optische Folie (5) erwärmt (23) wird, D) die erwärmte beschichtete optische Folie (5) in ein Formwerkzeug (11) eingelegt wird, und unter einem bestimmten Druck (13) und bei einer bestimmten Temperatur (15) gepresst wird, so dass die beschichtete optische Folie (5) zu einem Werkstoffverbund (17) verbunden und umgeformt wird, und E) der Werkstoffverbund (17) aus dem Formwerkzeug (11) entnommen wird, so dass das 3D-geformte Displayglas (1), insbesondere ein bedienbares Displayglas, erhalten wird.Method for producing a 3D-shaped display glass (1), wherein the 3D-shaped display glass (1) has an integrated sensor (3), characterized in that A) an optical film (5) is provided as a carrier, wherein the optical film (5) is transparent, B) the optical film (5) is coated on at least one side, wherein at least in regions by means of a carrier film (7) a color layer (9) and / or a sensor layer (3) is applied, and / or by means Screen printing a color layer (9) and / or a sensor layer (13) is applied, so that a coated optical film (5) is obtained, C) the coated optical film (5) is heated (23), D) the heated coated optical Film (5) is inserted into a mold (11), and under a certain pressure (13) and at a certain temperature (15) is pressed, so that the coated optical film (5) connected to a composite material (17) and reshaped will, and E) who Composite material (17) is removed from the mold (11), so that the 3D-shaped display glass (1), in particular an operable display glass, is obtained. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das 3D-geformte Displayglas (1) nach Schritt D) und/oder während Schritt E) gehärtet wird, bevorzugt durch Erwärmen und/oder UV-Strahlen.Method according to Claim 1 wherein the 3D-shaped display glass (1) after step D) and / or during step E) is cured, preferably by heating and / or UV rays. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei während und/oder nach Schritt D) an den Werkstoffverbund (17) und/oder das 3D-geformte Displayglas (1) mindestens ein Schraubdom (19) und/oder mindestens eine Versteifung (21) angeformt und/oder angespritzt wird.Method according to Claim 1 or 2 , Wherein and / or after step D) at least one screw dome (19) and / or at least one stiffener (21) is molded and / or molded onto the composite material (17) and / or the 3D-shaped display glass (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die andere Seite der optischen Folie (5) vor, während und/oder nach Schritt B) mit einer kratzfesten Beschichtung und/oder einer Anti-Fingerprint-Beschichtung beschichtet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the other side of the optical film (5) before, during and / or after step B) with a scratch-resistant coating and / or an anti-fingerprint coating is coated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Farbschicht (9) und/oder die Sensorschicht (3) mit einer Schichtdicke von 0,2 µm bis 250 µm hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the ink layer (9) and / or the sensor layer (3) is produced with a layer thickness of 0.2 microns to 250 microns. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das 3D-geformte Displayglas (1) mit einer Schichtdicke von 750 µm bis 7 mm hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the 3D-shaped display glass (1) is produced with a layer thickness of 750 microns to 7 mm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Umformens in Schritt D) zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur und/oder eine Prägung in den Werkstoffverbund (17) eingebracht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at least partially a surface structure and / or an embossment in the composite material (17) is introduced during the forming in step D). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Folie (5) zumindest bereichsweise aus Polyamid, Polycarbonat, Polymethlymethacrylat, Polyvinylchlorid und/oder Polyester ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the optical film (5) is at least partially formed of polyamide, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride and / or polyester. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Apparatus for carrying out a method according to one of Claims 1 to 8th , Display mit einem 3D-geformten Displayglas (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bevorzugt für ein Tablet, ein Smartphone oder ein Steuergerät.Display with a 3D-shaped display glass (1) after one of the Claims 1 to 8th , preferably for a tablet, a smartphone or a control device.
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