TWI605949B - 用於分離以液態光學透明黏膠接合之顯示模組之方法及裝置 - Google Patents

用於分離以液態光學透明黏膠接合之顯示模組之方法及裝置 Download PDF

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Description

用於分離以液態光學透明黏膠接合之顯示模組之方法及裝置
本發明關於一種用於從電子組件中分離出元件之方法。特別地，本發明關於一種方法，其使用電磁輻射(EMR)分離顯示模組中以液態光學透明黏膠(liquid optically clear adhesive,LOCA)接合之元件。
觸控以及顯示模組通常使用液態光學透明黏膠以接合或層壓。這樣之模組偶爾必須維修，以更換缺陷或損害組件，例如是覆蓋玻璃。在這些例子中，觸控/顯示模組中之元件將被移除且因此模組將被分離。此將協助公司節省這些有價值且可再使用之元件成本，例如當覆蓋玻璃損害之時仍運行正常之LCD或OLED。
為避免在維修/分離之分解過程中損害有價值之組件，目前已發展出很多方法且被實行以重新運行上述模組。最常見方法之其中之一為(加熱)線切割。在一些案例中，整個觸控/顯示模組被加熱或冷卻以使分離方法更加容易。在這些方法中，會發生來自線切割之機械性損害或是因為組件之溫度敏感而導致之損害。
據此，傳統分離/分解方法之主要挑戰為，如何在不具機械 應力或是具非常低之機械應力下分離顯示模組，以避免熱傳導或熱對流，以避免線切割及/或扭轉有價值元件以及挽救有價值之未損害元件。
因此，本發明之目的在於發展一種新分離方法，其可以克服至少一個上述挑戰。上述之問題可被本發明之標的解決
本發明之標的為一種從一電子組件中分離出一元件之方法，包括以下步驟：(a)提供用以產生電磁輻射之一裝置；(b)發送來自該裝置之一電磁輻射，穿過藉由一黏膠與一內部元件接合之一外部元件；(c)藉由該電磁輻射加熱該黏膠，且增加黏膠之溫度至由約50℃至約100℃，較佳是由約50℃至約80℃；以及(d)從該電子組件中分離出該元件。
在本發明一實施例中，該方法更包括步驟(c1)，在步驟(c)與(d)之間，冷卻該黏膠約10至約30秒，較佳為藉由將該電子組件放置在溫度為約20℃至約25℃之空氣中進行。
在本發明另一實施例中，在步驟(c)中之黏膠為光學透明液態黏膠。
在本發明另一實施例中，內部元件係選自一液晶顯示器(liquid crystal display)、一有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode display)、一電漿顯示器(plasma display)、一發光二極體顯示器 (light-emitting diode display)、一電泳顯示器(electrophoretic display)以及一陰極射線管顯示器(cathode ray tube display)。
在本發明另一實施例中，該電磁輻射之波長為由約 200nm(奈米)至約900nm，較佳為由約420nm至約650nm。
在本發明另一實施例中，該電磁輻射之強度為由約 0.05W/cm2(瓦/平方公分)至約5W/cm2，較佳為由約0.1W/cm2至約3W/cm2。
在本發明另一實施例中，其中該電磁輻射之持續時間 為由約1秒至約180秒，較佳為由約10秒至約60秒。
在本發明另一實施例中，內部元件之對角線為由約1 英寸至約30英寸，較佳為由4英寸至13英寸。
在本發明另一實施例中，用於產生電磁輻射之該裝置 係選自一高強度連續發射系統(high intensity continuously emitting system)、一電致發光燈(electroluminescent lamp)、一白熾燈(incandescent lamp)、一金屬鹵素燈(metal halide lamp)、LED燈(LED lamp)、高壓汞燈(high-pressure mercury lamp)、氙氣燈(xenon lamp)、氙氣閃光燈(Xenon flash lamp)以及一發光二極體陣列(array of light emitting diodes)。
本發明之另一課題為用於從電子組件中分離出元件之上述 方法之設備，包括用以產生電磁輻射之裝置，該電磁輻射被在上述方法之電子組件中用來接合元件之黏膠所吸收。應理解的是，特別是產生電磁輻射裝置之參數，可在上文及下文之發明過程描述中得知，其應已完成此處所描述之設備揭露，且因此完整資訊已有明確地參考。
在一較佳實施例中，上述裝置包括用以產生電磁輻射之至少 一發光二極體。而且，使用較佳為排列於同一平面之多個發光二極體係為有利，其中該發光二極體彼此隔開且具有規律之間隔為較佳。
當使用排列於同一平面之多個發光二極體(第一發光二極 體)時，較佳是使用至少一個額外之發光二極體(第二發光二極體)，其相對於上述第一發光二極體之所述平面有角度地排列。在一較佳實施例中，使用多個第二發光二極體，其中所述第二發光二極體被排列於同一平面或同一線，而且相對於上面所述之平面有角度地排列。較佳地，至少一個另外之發光二極體(第三發光二極體)被使用，且排列於上述第二發光二極體之相對側，而且相對於上述第一發光二極體之所述平面有角度地排列。在一較佳實施例中，使用多個第三發光二極體，其中上述排列於同一平面或同一線之第三發光二極體相對於上面所述之平面有角度地排列。
在一較佳實施例中，設備中圍繞LED之部分及/或設備殼體之部分係至少部分依照一種方式設計，即，由發光二極體發射之電磁波以及被例如該元件反射之電磁波會輪流被反射。舉例而言，上述設備之部分可由拋光之金屬(例如鋁)製作，其可以反射上述電磁波。
該標的之其他特色以及觀點在以下更詳細地提出。
本發明之全面且有效之揭露，更特別地在其他之說明書中提出，包含參考伴隨之圖示，其中：
1‧‧‧設備
2‧‧‧第一發光二極體
3‧‧‧主要發光二極體板
4‧‧‧第二發光二極體
5‧‧‧右側發光二極體板
6‧‧‧第三發光二極體
7‧‧‧左側發光二極體板
8‧‧‧殼體
9‧‧‧散熱片
10‧‧‧透鏡
圖1為本發明之實例中，所使用之電磁輻射源發射之電磁輻 射之波長分佈。
圖2及圖3為用以從電子組件中分離出元件之上述方法中所使用之設備。
本討論僅為對本領域中具有通常知識者可理解之示範實施例之描述，其非意圖於限定本發明之較廣態樣。
一般而言，本揭露關於一種使用電磁輻射將一元件從一電子組件中分離出來之方法。用來產生電磁輻射或是電磁輻射源之裝置在此被提供。包含在電磁輻射中之光子能夠啟發分子內之電子激發，其將導致受影響之分子之鍵結/化學變化。當電磁輻射穿過電子組件之外部元件時，電磁輻射被接合於外部元件與內部元件之間之黏膠吸收。電磁輻射波之能量被轉換成熱，因此該黏膠吸收電磁輻射能量快速升溫而熔化或甚至燒損。接下來，元件可以輕易地被分離。舉例而言，為在顯示器模組中將LCD從以LOCA接合之覆蓋玻璃上分離開來，電磁輻射從覆蓋玻璃之側施用，將會被發射穿過覆蓋玻璃，部分被LOCA吸收，但部分穿過，且將會擊中位在LCD之上偏光膜且亦將會被吸收。因此，在LCD之上偏光膜界面之LOCA中達到最高溫度。
本文所用之詞彙「液態光學透明黏膠」或LOCA在本領域已確立，而且為本領域具有通常知識者所熟知。多種之液態光學透明黏膠被廣泛使用在電子工業，特別是觸控面板或顯示設備，以接合覆蓋玻璃、塑膠、或其他光學材料，例如透明塑膠聚甲基(甲基)丙烯酸酯(polymethyl(meth)acrylates)至主要感測單元上或是彼此接合。液態光學透明黏膠通常用以改善設備之光學特性以及改善其他屬性，例如耐久性。一些 使用液態光學透明黏膠之有效應用，包括電容式觸控面板，3D電視以及玻璃延遲片(glass retarder)。
特別地，若黏膠表現出之光學穿透率(optical transmission)為 至少85%則其視為光學透明，較佳是至少90%。光學穿透率之測量對於此領域具有通常知識者為習用且熟知。舉例而言，液態光學透明黏膠之光學穿透率可以一約100μm厚之樣品測量，根據以下之方法：將一小滴光學透明黏膠放在一個已使用異丙醇擦拭三次之75mm乘50mm乾淨顯微玻片(plain micro slide)(載玻片，來自密西根米德蘭的道康寧(Dow Corning,Midland,M1))，且有2個大約100μm厚之間隔膠帶貼附著在其兩端。施力將第二片載玻片貼附在黏膠上。然後，黏膠在UV源下完全固化。以來自Agilent之光譜儀Cary 300，使用波長380nm至780nm測量光學穿透率。使用空白載玻片作為背景值。
在本發明之一特定實施例中，穿越外部元件且被吸收到黏膠 內且產生熱之電磁輻射，具有約200nm至約900nm波長，較佳為約420nm至約650nm。此電磁輻射，特別是紫外線輻射或可見光，是根據方法步驟(a)使用用以產生電磁輻射或電磁輻射源之裝置來提供。
此處所用之電磁輻射源，包括但不限於高強度連續發射系 統，例如可使用融合紫外線系統(Fusion UV Systems)、金屬鹵素燈、LED燈、高壓汞燈、氙氣燈、氙氣閃光燈等等。在本發明之一具體實施例中，用以產生電磁輻射之裝置較佳被配置為包含一發光二極體陣列。
當根據本發明之方法被應用時，電磁輻射源被放在靠近電子 設備之外部元件，例如顯示/觸控模組之覆蓋玻璃，且通常具有空氣間隙為 1mm至5cm，較佳是5至10mm。之後，輻射穿越覆蓋玻璃且被發射至液態光學透明黏膠。
在本發明另一具體實施例中，產生自電磁輻射源之電磁輻 射之強度為由約0.05W/cm2至約5W/cm2，較佳為由約0.1W/cm2至約3W/cm2。
根據本發明之方法步驟(c)，接合至內部元件(例如LCD)之黏 膠，由來自電磁輻射源之電磁輻射加熱，因黏膠被加熱而具有溫度由約50℃至約100℃，較佳為約50℃至約80℃。
可以改變輻射期間內電磁輻射之強度，以維持液態光學透明 黏膠之溫度。舉例而言，從強度為5W/cm2開始，當黏膠之溫度達到80℃至100℃，電磁輻射之強度下降至0.1W/cm2。依此方式，黏膠之溫度可以維持為恆定。
在本發明之另一具體實施例中，電磁輻射源之輻射之持續作 用時間為由約1秒至約180秒，較佳是由約10秒至約60秒。
根據本發明之方法，黏膠之加熱可藉由電子設備上之電磁輻 射源之強度以及電磁輻射持續作用時間之逐步結合來達成。舉例而言，黏膠層之溫度可以維持恆定在75℃至80℃，藉由傳遞強度為3W/cm2之電磁輻射持續25秒，然後再以強度為0.3W/cm2之電磁輻射持續15秒。
在本發明之另一實施例中，該方法更包括步驟(c1)，介於步 驟(c)及(d)之間，為冷卻該黏膠約10秒至約30秒，較佳是約10-20秒。較佳地，該冷卻步驟為藉由將該電子組件放置在溫度為室溫(20℃至25℃)之空氣中執行。
在本發明之步驟(c)或(c1)之後，步驟(d)之元件分離可在無機 械應力或是非常低之機械應力下實施。
在無機械應力下意指目標元件(例如LCD)為自發性從黏膠 及其他元件(例如覆蓋玻璃或是偏光片)上分離。此外，在非常低之機械應力下意指相較於需要機械應力分離未經處理或以習用分離方法處理(例如加熱線切割)之模組，目標元件(例如LCD)可以輕易地從黏膠以及其他元件(例如覆蓋玻璃)中分離(例如以手或切割工具，如刀、剪刀、鉗子或是楔形工具等等)。
在本發明之另一實施例中，在分離出該元件之後，例如是從 電子組件中分離出LCD後，殘餘液態光學透明黏膠膜仍與外部元件接合，可藉由從外部元件上剝離而更被進一步清潔，就如同WO 2014029062 A1所揭露。
令人驚喜地，發明人發現根據本發明之方法適當地選擇多種 方法參數，包含電磁輻射之波長、強度、持續時間以及黏膠吸收電磁輻射之溫度，該黏膠，也就是使用於該電子設備中之該光學透明黏膠將被熔解或甚至是被燒蝕至於隨後分離該元件時，不須機械應力或是僅須非常低之機械應力之程度，而且可以實現將該目標內部元件優先地取出，例如是從該黏膠及其他元件中分離出LCD。
相較於加熱法(例如習知使用於先前技術中之加熱線切割 法)，根據本發明之方法更擁有方法快速以及將不會損害欲再利用之被分離元件(例如對溫度敏度之LCD)之優點。
根據本發明之方法相較於習知方法，更安全且更有效率。在 習知方式中，當熱來自直接接觸源，必須先加熱外層，然後熱經由傳導轉移到更深層。因為熱傳導必須隨著溫度梯度而進行，且有可以被安全地使用之最高溫度(大約42℃，不需熱保護手套)，此意指需要以較低之溫度加溫。因此先前技術方法之效率遠低於根據本發明之方法。
根據本發明之方法，由電磁輻射發射之能量可以輕易地被帶到所需之界面，甚至穿過非常厚之界面，例如顯示模組之覆蓋透鏡或是空氣間隙(或真空)。此外，藉由選擇適當之參數組合，整個外部元件以及黏膠之區域可以達到均勻之溫度分佈，且必要的話達到所選定之溫度分佈。
根據本發明之方法與器材，亦可以有效率地被適用於3D或是複雜形狀之顯示模組。
圖2及圖3繪示出，用以從電子組件分離出元件之所述方法所使用之設備1。在所示實施例中，透鏡10從電子組件中被分離，其並未示出。設備1包括殼體以及多個散熱片9。設備1貼附至透鏡10，其中透鏡10與兩個平面接觸面8接觸。此外，設備1包括多個第一發光二極體2，用以產生電磁輻射。這些第一發光二極體2彼此以規律之間隔排列於一平面在一主要發光二極體板3上。主要發光二極體板3被放置在兩個接觸面8之間，其中接觸面8之外部表面相較於主要發光二極體板3位於較高之水平。此外，第二發光二極體4彼此以規律之間隔排列在右側發光二極體板5上，其中右側發光二極體板5相對於主要發光二極體板3有角度地排列。在所示實施例中，右側發光二極體板5於右接觸面8之側壁上相對於主要發光二極體板3成垂直排列。在右側發光二極體板5之相對側，第三發光二極體6更彼此以規律之間隔排列於左側發光二極體板7上，其中左側發光二極體板7相對於主要發光 二極體板3有角度地排列。在所示實施例中，左側發光二極體板7於左接觸面8之側壁上相對於主要發光二極體板3成垂直排列。這些圍繞各自之發光二極體2、4、6之板子3、5、7部分，至少部分以下列方法設計，由發光二極體2、4、6發射且由透鏡10反射之電磁波為輪流被反射。此外，殼體之部分以及透鏡10之接觸面8由拋光之鋁製作，以反射由透鏡10輪流反射之電磁波。
本發明可參考以下實施例而被更佳之理解。
實例
實例1
本實施例中測試具有4.3英寸LCD之顯示模組，其以位在覆蓋透鏡及LCD模組之間之固化可再運作之液態光學透明黏膠層壓。被層壓之顯示模組之覆蓋透鏡被固定在治具中。來自電磁輻射源之電磁輻射包括可見光之波長範圍為420nm至650nm之LED陣列(如圖1所示)，由透鏡之側施用，其具有強度為3W/cm2，且位在覆蓋透鏡與電磁輻射源之間之空氣間隙為5mm。電磁輻射穿越過覆蓋透鏡，且被傳遞至於覆蓋透鏡與LCD模組之間接合之光學透明黏膠。當光到達LCD上之上偏光膜時吸收達到最高值。藉由調整電磁輻射源強度，將溫度維持恆定在75℃至80℃之間，係根據以下之規劃：3W/cm2持續25秒，接著以0.3W/cm2持續15秒。
當溫度維持恆定，藉由使用塞入在該顯示模組角落之特定楔形工具所產生之非常低之機械裂解，以分離LCD模組。LCD模組成功地從覆蓋透鏡上分離，且LCD模組以及覆蓋透鏡表面皆包含黏膠殘留。
實例2
本實施例中測試具有4.3英寸LCD之顯示模組，其以位在覆蓋透鏡及LCD模組之間固化可再運作之液態光學透明黏膠層壓。被層壓之顯示模組之覆蓋透鏡被固定在治具中。來自電磁輻射源之電磁輻射包括可見光之波長範圍為420nm至650nm之LED陣列(如圖1所示)，由透鏡之側施用，其具有之強度為3W/cm2，且位在覆蓋透鏡與電磁輻射源之間之空氣間隙為5mm。電磁輻射穿越過覆蓋透鏡，且被傳遞至於覆蓋透鏡與LCD模組之間接合之光學透明黏膠。當光到達LCD上之上偏光膜時吸收達到最高值。藉由調整電磁輻射源強度，將溫度維持恆定在75℃至80℃之間，係根據以下之規劃：3W/cm2持續25秒，接著以0.3W/cm2持續15秒。
在停止電磁輻射且顯示模組被放在空氣中於室溫(20℃至25℃)下20秒後，藉由使用塞入在該顯示模組角落之特定楔形工具所產生之非常低之機械裂解，以分離LCD模組。
在20秒冷卻時間內，散熱之發生由外到內。光學透明黏膠層之最高溫度被維持在黏膠與上偏光膜之間之界面，因此，LCD成功地自覆蓋透鏡上分離，而且肉眼檢測下沒有任何黏膠殘留在LCD之表面上，而且黏膠只留在覆蓋透鏡上。
如實例1及實例2所示，根據本發明之方法，藉由非常低機械應力之手段，可達成將LCD從顯示模組之覆蓋玻璃上較容易地分離。令人驚喜地，在實例2之包含冷卻步驟之方法中，實現在黏膠與LCD之間之較佳釋放界面，且沒有黏膠留在實例2之目標LCD表面上。
在不脫離本發明之精神及範疇之情況下，本領域具有通常知識者可以實行本發明之這些實例以及其他修飾過以及變化之實例。此外， 應當理解這些眾多之實施例之態樣可以全部或部分互換。而且，本領域具有通常知識者將理解前述之描述只是範例，而非意圖限制本發明之詳加描述之如附申請專利範圍。
1‧‧‧設備
2‧‧‧第一發光二極體
3‧‧‧主要發光二極體板
4‧‧‧第二發光二極體
5‧‧‧右側發光二極體板
7‧‧‧左側發光二極體板
8‧‧‧殼體
9‧‧‧散熱片
10‧‧‧透鏡

Claims (10)

  1. 一種用來從一電子組件中分離出一元件之方法，包括以下步驟：(a)提供用以產生電磁輻射之一裝置；(b)發送來自該裝置之一電磁輻射，穿過藉由一黏膠與一內部元件接合之一外部元件；(c)藉由該電磁輻射加熱該黏膠，且增加該黏膠之溫度至由約50℃至約100℃，較佳是由約50℃至約80℃；以及(d)從該電子組件中分離出該元件。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該方法更包括步驟(c1)，在步驟(c)與(d)之間，冷卻該黏膠10至30秒，較佳為藉由將該電子組件放置在溫度為20℃至25℃之空氣中進行。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該黏膠為一光學透明液態黏膠。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該內部元件係選自一液晶顯示器、一有機發光二極體顯示器、一電漿顯示器、一發光二極體顯示器、一電泳顯示器以及一陰極射線管顯示器。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電磁輻射之波長為由200nm至900nm，較佳由420nm至650nm。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電磁輻射之強度為由0.05W/cm2至5W/cm2，較佳為由0.1W/cm2至3W/cm2。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電磁輻射之持續時間為由1秒至180秒，較佳為由10秒至60秒。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該內部元件之對角線為由1英寸至30英寸，較佳為由4英寸至13英寸。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中用於產生電磁輻射之該裝置係選自一高強度連續發射系統、一電致發光燈、一白熾燈、一金屬鹵素燈、LED燈、高壓汞燈、氙氣燈、氙氣閃光燈以及一發光二極體陣列。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中用於產生電磁輻射之該裝置為一發光二極體陣列。
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