WO2021023605A1 - Verfahren zum ausrüsten eines elektronischen displays mit einer displayschutzscheibe - Google Patents

Verfahren zum ausrüsten eines elektronischen displays mit einer displayschutzscheibe Download PDF

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WO2021023605A1
WO2021023605A1 PCT/EP2020/071455 EP2020071455W WO2021023605A1 WO 2021023605 A1 WO2021023605 A1 WO 2021023605A1 EP 2020071455 W EP2020071455 W EP 2020071455W WO 2021023605 A1 WO2021023605 A1 WO 2021023605A1
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display
adhesive
precursor
plasma
electronic display
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PCT/EP2020/071455
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French (fr)
Inventor
Christian Buske
Original Assignee
Plasmatreat Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/87—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/871—Self-supporting sealing arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for equipping an electronic display with a screen protector, in which a screen protector and an electronic display are glued to one another by means of a transparent adhesive arranged between the screen protector and the electronic display.
  • Modern electronic displays such as LED, OLED or TFT displays, are provided with a display screen made of plastic or glass to protect them.
  • an adhesive layer of transparent adhesive is first applied to the screen and then brought into contact with the electronic display so that the screen and the display are firmly connected to each other after the adhesive has cured.
  • Display protection panes made of plastic have the advantage of significantly lower material costs compared to the display protection panes made of glass, which have previously been predominantly used. It has been found, however, that it is much more difficult to connect a plastic display screen to an electronic display in such a way that it does not interfere with the view of an image displayed by the display. In particular, it has been found that when a display protection pane made of plastic is glued to a display, bubbles form more frequently in the adhesive layer, as a result of which the view of an image displayed by the display is disturbed. Displays equipped with a plastic screen protector are therefore more likely to fail quality control. Against this background, the present invention is based on the object of improving the equipping of an electronic display with a display protection pane in such a way that the risk of optical impairments is reduced.
  • This object is achieved in a method for equipping an electronic display with a screen protector, in which a screen protector and an electronic display are glued to one another by means of a transparent adhesive arranged between the screen protector and the electronic display, according to the invention in that the screen protector prior to contact with the adhesive is provided with a transparent moisture barrier layer on the side intended for contact with the adhesive by means of plasma coating.
  • a thin and even, transparent moisture barrier layer can be produced by plasma coating, which on the one hand reduces or prevents the penetration of moisture into the adhesive evenly over the surface and on the other hand does not impair the image of the display itself.
  • the electronic display can be, for example, an LED, OLED or TFT display.
  • the electronic display has a preferably rectangular display area in which the display can display an image.
  • the display area of the display can be surrounded by an edge area in which no image can be displayed.
  • the electronic display is equipped with the display protection pane, in particular in the display area. Furthermore, the display protection pane can also extend over the edge area that may be present.
  • a carrier can be provided which protects the rear side of the display and / or enables backlighting of the display.
  • the carrier can already be attached to the electronic display when the display is glued to the screen protector, or it can only be attached afterwards. It is also conceivable to connect the carrier and the screen protector to the display in one work step, in particular to glue them.
  • a plastic display screen is used. Since display protection panes made of plastic have very high moisture contents, the provision of the moisture barrier layer is particularly advantageous in the case of such display protection panes in order to prevent the formation of bubbles in the adhesive. In this way, inexpensive plastic display shields can be used without significantly higher rejects due to the formation of bubbles.
  • a polycarbonate or polymethyl methacrylate (PMMA), for example, can be considered as the plastic.
  • the plasma coating takes place by means of an atmospheric plasma jet and a precursor.
  • an atmospheric plasma jet and a precursor In this way, the production of the moisture barrier layer can be easily integrated into a process section without the need for special pressure environments such as vacuum environments.
  • a directed Plasma jet with a precursor can also achieve a targeted and uniform layer formation.
  • the atmospheric plasma jet is generated with a plasma nozzle, the plasma nozzle having a nozzle opening from which the plasma jet emerges during operation.
  • the direction of the plasma jet can be set by aligning the plasma nozzle, so that a targeted application of the side of the display protection pane intended for contact with the adhesive is made possible.
  • the relative positioning of such a plasma nozzle to the screen protector can be easily automated, so that an efficient production process is made possible.
  • the atmospheric plasma jet is generated by means of an arc-like discharge in a working gas, the arc-like discharge being generated by applying a high-frequency high voltage between electrodes.
  • Nitrogen or air is preferably used as the working gas.
  • a high-frequency high voltage is typically a voltage of 1-100 kV, in particular 1-50 kV, preferably 10-50 kV, at a frequency of 1-300 kHz, in particular 1-100 kHz, preferably 10-100 kHz, more preferably 10 - 50 kHz understood.
  • a plasma jet can be generated that can be easily focused and is also well suited for plasma coating.
  • a plasma jet generated in this way has a relatively low temperature, so that decomposition of the precursor and damage to the screen, in particular in the case of a screen made of plastic, can be prevented.
  • the precursor is introduced into the plasma jet.
  • a plasma nozzle with an integrated precursor feed can be used.
  • the precursor can be introduced into the plasma jet, for example, in the region of the nozzle outlet of the plasma nozzle.
  • the precursor can be chemically activated through the interaction of the precursor with the plasma jet, so that it forms a thin and even layer on the surface of the component.
  • the plasma jet can cause the precursor to polymerize, so that the molecules of the precursor crosslink with one another and thus form a crosslinked layer on the surface of the component.
  • the introduction of the precursor into the plasma jet also has the advantage that the precursor can be fragmented and distributed evenly on the surface.
  • a device for generating an atmospheric plasma jet for treating the surface of a workpiece in which a precursor is introduced into the area of the plasma jet.
  • the precursor can be introduced into the plasma jet in the nozzle opening itself or in the area downstream of the nozzle opening.
  • the precursor then reacts within the plasma and forms a reaction product that is deposited on the surface of the component.
  • the surface of the component can be coated evenly in the joining area by means of plasma coating.
  • the precursor material is preferably introduced into the plasma jet in the gaseous state.
  • the precursor can also be fed in in a liquid state, for example dissolved or dispersed in a fluid, or in a solid, preferably powdery state. In this case, the precursor material evaporates or melts only in the reaction zone of the plasma jet.
  • an organic, in particular organosilicon, preferably organosilicon functionalized precursor is used as the precursor.
  • a uniform, thin moisture barrier layer in particular a silicon oxide-containing barrier layer, can be applied to the screen protector.
  • a mixture of several of the above-mentioned compounds can also be used as a precursor.
  • the precursors described above have proven to be particularly suitable for producing a uniform moisture barrier layer on the display protection pane that does not cause any visual impairment of the display image.
  • the moisture barrier layer is generated by means of plasma polymerization.
  • the adhesive is applied to the side of the display protection pane provided with the moisture barrier layer and then the display protection pane provided with the adhesive is brought together with the electronic display. In an alternative embodiment, the adhesive is applied to the electronic display and then the display provided with the adhesive layer is brought together with the side of the display protection pane provided with the moisture barrier layer.
  • the adhesive is applied to the side of the screen or the electronic display provided with the moisture barrier layer in such a way that the adhesive forms an adhesive layer.
  • the adhesive layer is then arranged between the display protection pane and the display.
  • the adhesive layer is preferably a closed layer that extends over the entire display area of the display. In this way, impairments to the image, in particular distortions, of the image displayed by the display can be avoided by the adhesive layer.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a plasma nozzle which can be used for the method
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a plasma nozzle that can be used in the described method for equipping an electronic display with a screen protector.
  • the plasma nozzle 2 has a nozzle tube 4 made of metal, which tapers conically to a nozzle opening 6. At the end opposite the nozzle opening 6, the nozzle tube 4 has a swirl device 8 with an inlet 10 for a working gas, for example nitrogen.
  • a working gas for example nitrogen.
  • An intermediate wall 12 of the swirl device 8 has a ring of bores 14 inclined in the circumferential direction, through which the working gas is wired.
  • the downstream, conically tapered part of the nozzle pipe is therefore traversed by the working gas in the form of a vortex 16, the core of which runs on the longitudinal axis of the nozzle pipe.
  • an electrode 18 is arranged in the center, which extends coaxially into the nozzle tube in the direction of the tapered section.
  • the electrode 18 is electrically connected to the intermediate wall 12 and the remaining parts of the swirl device 8.
  • the swirl device 8 is electrically insulated from the nozzle tube 4 by a ceramic tube 20.
  • a high-frequency high voltage, which is generated by a transformer 22, is applied to the electrode 18 via the swirl device 8.
  • the inlet 10 is connected via a hose, not shown, to a pressurized working gas source with variable throughput.
  • the nozzle pipe 4 is grounded.
  • the applied voltage creates a high-frequency discharge in the form of an arc 24 between the electrode 18 and the nozzle tube 4.
  • arc arc discharge
  • arc-like discharge are used here as a phenomenological description of the discharge, since the discharge occurs in the form of an arc.
  • arc is also used elsewhere as a form of discharge in the case of direct voltage discharges with essentially constant voltage values. In the present case, however, it is a high-frequency discharge in the form of an electric arc, i.e. a high-frequency, arc-like discharge.
  • the plasma jet 26 and a suitable precursor 28 are applied to the surface.
  • the precursor 28 can be introduced into the plasma jet 26.
  • a precursor feed line which introduces the precursor 28 into the plasma jet 26, can be arranged in the region of the nozzle opening 6, for example.
  • Such a precursor feed line can also be integrated into the plasma nozzle 2.
  • a tube with a precursor feed line can be connected to the nozzle opening 6, so that the plasma jet 26 is guided through the tube and the precursor is introduced into the plasma jet in the tube.
  • the precursor can also be introduced into the nozzle tube 4 through the inlet 10 together with the working gas.
  • the interaction of the plasma jet 26 with the precursor 28 leads to activation and possibly fragmentation of the precursor 28.
  • the activated precursor 28 then forms a uniform layer when it strikes the surface to be coated.
  • FIG. 2a shows a first step of the method, in which one side 42 of a display protection pane 44 provided, for example a display protection pane made of plastic such as polycarbonate or PMMA, is exposed to an atmospheric plasma jet 48 and a precursor 50, so that on the side 42 of the display protection pane 44 forms a moisture barrier layer 52.
  • a display protection pane 44 provided, for example a display protection pane made of plastic such as polycarbonate or PMMA
  • the atmospheric plasma jet 48 is generated with a plasma nozzle 54, which can in particular be designed like the plasma nozzle 2 shown in FIG. 1.
  • the precursor 50 is preferably introduced into the plasma jet 48 so that it is partially fragmented and activated by the plasma jet 48. As shown in FIG. 2a, the precursor 50 can be introduced into the plasma jet 48 after it has left the plasma nozzle 54. As an alternative to this, the precursor 50 can also be inserted into the plasma nozzle 54, in particular into a nozzle head 56 of the plasma nozzle 54 or together with a working gas 58 supplying the plasma nozzle 54.
  • the precursor 50 can be, for example, an organosilicon compound.
  • the precursor 50 is activated and / or plasma polymerized in the plasma jet 48, so that the moisture barrier layer 52 is formed on the side 42 of the display protection pane 44.
  • plasma coating to generate the moisture barrier layer enables the coating to be easily integrated into the process flow, for example as an inline coating.
  • FIG. 2 b shows a second step of the method in which an adhesive 64 is applied to the side 42 of the display protection pane 44 provided with the moisture barrier layer 52, so that the side 42 is covered with a uniform, transparent adhesive layer 66.
  • FIG. 2c shows a third step of the method, in which an electronic display 74, for example an LED, OLED or TFT display, is contacted with the adhesive layer 66.
  • the adhesive layer 66 is cured, for example by UV radiation, so that the display protection pane 44 is firmly connected to the display 74.
  • FIG. 2d shows the finished component 84 with the display 74 and the screen 44 connected to it.
  • the moisture barrier layer 52 thereby provides the optical quality of the component 84 is certain, in particular when using display shields 44 made of plastic.
  • FIGS. 3a-d show a further exemplary embodiment of the method for equipping an electronic display with a display protection pane in a schematic sectional view.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 3a-d is a slight modification of the exemplary embodiment according to FIGS. 2a-d.
  • the same reference numerals are used in FIGS. 3a-d as in FIGS. 2a-d.
  • the display protection pane 44 is coated with the moisture barrier layer 52 analogously to FIG. 2 a by plasma coating.
  • FIGS. 3a-d differs from the embodiment shown in FIGS. 2a-d in that the adhesive 64 in the second step shown in FIG. 3b is not applied to the screen 44 but to the display 74 so that the adhesive layer 66 forms on the display 74.
  • the display protection pane 44 with the side 42 provided with the moisture barrier layer 52 is then placed on the display 74 with the adhesive layer 66.
  • FIG. 3d shows the finished component 84 analogously to FIG. 2d.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrüsten eines elektronischen Displays (74) mit einer Displayschutzscheibe (44), bei dem eine Displayschutzscheibe (44) und ein elektronisches Display (74) mittels eines zwischen der Displayschutzscheibe (44) und dem elektronischen Display (74) angeordneten transparenten Klebstoffs (64) miteinander verklebt werden, wobei die Displayschutzscheibe (44) vor dem Kontakt mit dem Klebstoff (64) auf der für den Kontakt mit dem Klebstoff (64) vorgesehenen Seite (42) mittels Plasmabeschichtung mit einer Feuchtigkeits-Barriereschicht (52) versehen wird.

Description

Verfahren zum Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe, bei dem eine Displayschutzscheibe und ein elektronisches Display mittels eines zwischen der Displayschutzscheibe und dem elektronischen Display angeordneten transparenten Klebstoffs miteinander verklebt werden.
Moderne elektronische Display, wie zum Beispiel LED-, OLED- oder TFT-Displays, werden zu deren Schutz mit einer Displayschutzscheibe aus Kunststoff oder Glas versehen.
Im Stand der Technik wird hierzu zunächst eine Klebstoffschicht aus transparentem Klebstoff auf die Displayschutzscheibe aufgetragen und dann mit dem elektronischen Display in Kontakt gebracht, so dass die Displayschutzscheibe und das Display nach dem Aushärten des Klebstoffs fest miteinander verbunden sind.
Displayschutzscheiben aus Kunststoff haben gegenüber den bisher vorwiegend verwendeten Displayschutzscheiben aus Glas den Vorteil deutlich geringerer Materialkosten. Es wurde jedoch festgestellt, dass es wesentlich schwieriger ist, eine Displayschutzscheibe aus Kunststoff so mit einem elektronischen Display zu verbinden, dass diese die Sicht auf ein vom Display angezeigtes Bild nicht beeinträchtigt. Es wurde insbesondere festgestellt, dass sich beim Verkleben einer Displayschutzscheibe aus Kunststoff mit einem Display häufiger Blasen in der Klebstoffschicht bilden, wodurch die Sicht auf ein vom Display angezeigtes Bild gestört wird. Mit einer Displayschutzscheibe aus Kunststoff ausgerüstete Displays fallen bei der Qualitätskontrolle daher häufiger durch. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe dahingehend zu verbessern, dass das Risiko optischer Beeinträchtigungen reduziert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe, bei dem eine Displayschutzscheibe und ein elektronisches Display mittels eines zwischen der Displayschutzscheibe und dem elektronischen Display angeordneten transparenten Klebstoffs miteinander verklebt werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Displayschutzscheibe vor dem Kontakt mit dem Klebstoff auf der für den Kontakt mit dem Klebstoff vorgesehenen Seite mittels Plasmabeschichtung mit einer transparenten Feuchtigkeits- Barriereschicht versehen wird.
Es wurde festgestellt, dass die Blasenbildung häufig durch Feuchtigkeit hervorgerufen wird, die vom Material der Displayschutzscheibe in den Klebstoff gelangt. Dies ist insbesondere bei Displayschutzscheiben aus Kunststoff der Fall, da für Displayschutzscheiben verwendete Kunststoffe wie zum Beispiel Polycarbonate oder Polymethylmethacrylat (PMMA) in der Regel eine signifikante Restfeuchte enthalten. Indem mittels Plasmaschichtbeschichtung eine Feuchtigkeits-Barriereschicht auf die Displayschutzscheibe aufgebracht wird, kann die aus dem Material der Displayschutzscheibe in den Klebstoff gelangende Feuchtigkeit reduziert werden, bestenfalls auf Null, so dass die Blasenbildung reduziert wird.
Durch den Auftrag mittels Plasmabeschichtung kann eine dünne und gleichmäßige transparente Feuchtigkeits-Barriereschicht hergestellt werden, die einerseits das Eindringen von Feuchtigkeit in den Klebstoff gleichmäßig über die Fläche reduziert oder verhindert und andererseits das Bild des Displays nicht selbst beeinträchtigt.
Bei dem elektronischen Display kann es sich zum Beispiel um ein LED-, OLED- oder TFT-Display handeln. Das elektronische Display weist einen vorzugsweise rechteckigen Anzeigebereich auf, in dem das Display ein Bild anzeigen kann. Der Anzeigebereich des Displays kann von einem Randbereich umgeben sein, in dem kein Bild angezeigt werden kann. Das elektronische Display wird insbesondere im Anzeigebereich mit der Displayschutzscheibe ausgerüstet. Weiterhin kann sich die Displayschutzscheibe auch über den ggf. vorhandenen Randbereich erstrecken.
Auf der der Displayschutzscheibe abgewandten Seite des elektronischen Displays kann ein Träger vorgesehen sein, der die Rückseite des Displays schützt und/oder eine Hinterleuchtung des Displays ermöglicht. Der Träger kann bereits am elektronischen Display befestigt sein, wenn das Display mit der Displayschutzscheibe verklebt wird, oder erst anschließend befestigt werden. Es ist ebenfalls denkbar, den Träger und die Displayschutzscheibe in einem Arbeitsschritt mit dem Display zu verbinden, insbesondere zu verkleben.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben. Die einzelnen Ausführungsformen des Verfahrens können miteinander kombiniert werden.
Bei einer Ausführungsform wird eine Displayschutzscheibe aus Kunststoff verwendet. Da Displayschutzscheiben aus Kunststoff recht hohe Feuchtigkeitsgehalte aufweisen, ist das Vorsehen der Feuchtigkeits-Barriereschicht gerade bei derartigen Displayschutzscheiben vorteilhaft, um Blasenbildung im Klebstoff zu verhindern. Auf diese Weise können günstige Displayschutzscheiben aus Kunststoff verwendet werden, ohne dass es zu einem signifikant höheren Ausschuss durch Blasenbildung kommt. Als Kunststoff kommt beispielsweise ein Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat (PMMA) in Betracht.
Bei einer Ausführungsform erfolgt die Plasmabeschichtung mittels eines atmosphärischen Plasmastrahls und eines Precursors. Auf diese Weise lässt sich die Herstellung der Feuchtigkeits-Barriereschicht einfach in eine Prozessstrecke integrieren, ohne dass besondere Druckumgebungen wie zum Beispiel Vakuumumgebungen erforderlich sind. Durch die Verwendung eines gerichteten Plasmastrahls mit einem Precursor kann zudem eine gezielte und gleichmäßige Schichtbildung erreicht werden.
Bei einer Ausführungsform wird der atmosphärische Plasmastrahl mit einer Plasmadüse erzeugt, wobei die Plasmadüse eine Düsenöffnung aufweist, aus der im Betrieb der Plasmastrahl austritt. Auf diese Weise kann die Richtung des Plasmastrahls durch die Ausrichtung der Plasmadüse eingestellt werden, so dass eine zielgenaue Beaufschlagung der zum Kontakt mit dem Klebstoff vorgesehenen Seite der Displayschutzscheibe ermöglicht wird. Weiterhin lässt sich die relative Positionierung einer solchen Plasmadüse zur Displayschutzscheibe gut automatisieren, so dass ein effizienter Produktionsverlauf ermöglicht wird.
Bei einer Ausführungsform wird der atmosphärische Plasmastrahl mittels einer bogenartigen Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt, wobei die bogenartige Entladung durch Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung zwischen Elektroden erzeugt wird. Als Arbeitsgas wird vorzugsweise Stickstoff oder Luft verwendet. Unter einer hochfrequenten Hochspannung wird typischerweise eine Spannung von 1 - 100 kV, insbesondere 1 - 50 kV, vorzugsweise 10 - 50 kV, bei einer Frequenz von 1 - 300 kHz, insbesondere 1 - 100 kHz, vorzugsweise 10 - 100 kHz, weiter bevorzugt 10 - 50 kHz verstanden. Auf diese Weise kann ein Plasmastrahl erzeugt werden, der sich gut fokussieren lässt und sich zudem gut für eine Plasmabeschichtung eignet. Insbesondere weist ein derart erzeugter Plasmastrahl eine verhältnismäßig geringe Temperatur auf, so dass eine Zersetzung des Precursors und eine Beschädigung der Displayschutzscheibe, insbesondere bei einer Displayschutzscheibe aus Kunststoff, verhindert werden kann.
Bei einer Ausführungsform wird der Precursor in den Plasmastrahl eingeleitet. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Plasmadüse mit integrierter Precursorzufuhr verwendet werden. Der Precursor kann beispielsweise im Bereich des Düsenauslasses der Plasmadüse in den Plasmastrahl eingeleitet werden. Durch die Wechselwirkung des Precursors mit dem Plasmastrahl kann der Precursor chemisch aktiviert werden, so dass er auf der Oberfläche des Bauteils eine dünne und gleichmäßige Schicht bildet. Insbesondere kann der Plasmastrahl eine Polymerisation des Precursors hervorrufen, so dass die Moleküle des Precursors miteinander vernetzen und damit eine vernetzte Schicht auf der Oberfläche des Bauteils bilden. Das Einbringen des Precursors in den Plasmastrahl hat zudem den Vorteil, dass der Precursor fragmentiert und gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt werden kann.
Aus der EP 1 230414 Bl ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls zur Behandlung der Oberfläche eines Werkstücks bekannt, bei der in den Bereich des Plasmastrahls ein Precursor eingebracht wird. Der Precursor kann dabei in der Düsenöffnung selbst oder im Bereich strömungsabwärts der Düsenöffnung in den Plasmastrahl eingebracht werden. Der Precursor reagiert dann innerhalb des Plasmas und bildet ein Reaktionsprodukt, das auf der Oberfläche des Bauteils abgeschieden wird. Somit lässt sich die Oberfläche des Bauteils mittels Plasmabeschichtung im Fügebereich gleichmäßig beschichten.
Das Precursormaterial wird bevorzugt im gasförmigen Zustand in den Plasmastrahl eingebracht. Zudem kann der Precursor auch in einem flüssigen Zustand, zum Beispiel gelöst oder dispergiert in einem Fluid, oder in festem, vorzugsweise pulverförmigem Zustand eingespeist werden ln diesem Fall verdampft bzw. schmilzt das Precursormaterial erst in der Reaktionszone des Plasmastrahls.
Bei einer Ausführungsform wird als Precursor ein organischer, insbesondere siliziumorganischer, vorzugsweise siliziumorganisch funktionalisierter Precursor verwendet. Durch Verwendung eines solchen Precursors mit einem atmosphärischen Plasmastrahl kann auf der Displayschutzscheibe eine gleichmäßige dünne Feuchtigkeits-Barriereschicht, insbesondere eine Siliziumoxid-haltige Barriereschicht, aufgebracht werden.
Weiterhin kann als Precursor auch eine Mischung aus mehreren der oben genannten Verbindungen verwendet werden. Die zuvor beschriebenen Precursoren haben sich als besonders geeignet erwiesen, um eine gleichmäßige Feuchtigkeits-Barriereschicht auf der Displayschutzscheibe zu erzeugen, die keine optische Beeinträchtigung des Displaybilds hervorruft.
Bei einer Ausführungsform wird die Feuchtigkeits-Barriereschicht mittels Plasmapolymerisation erzeugt.
Bei einer Ausführungsform wird der Klebstoff auf die mit der Feuchtigkeits- Barriereschicht versehene Seite der Displayschutzscheibe aufgebracht und danach wird die mit dem Klebstoff versehene Displayschutzscheibe mit dem elektronischen Display zusammengeführt. Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Klebstoff auf das elektronische Display aufgebracht und danach wird das mit der Klebstoffschicht versehene Display mit der mit der Feuchtigkeits-Barriereschicht versehenen Seite der Displayschutzscheibe zusammengeführt.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Klebstoff so auf die mit der Feuchtigkeits-Barriereschicht versehene Seite der Displayschutzscheibe oder auf das elektronische Display aufgebracht, dass der Klebstoff eine Klebstoffschicht bildet.
Nach dem Zusammenfügen von Displayschutzscheibe und Display ist die Klebstoffschicht dann zwischen der Displayschutzscheibe und dem Display angeordnet. Bei der Klebstoffschicht handelt es sich vorzugsweise um eine geschlossene Schicht, die sich über den gesamten Anzeigebereich des Displays erstreckt. Auf diese Weise können Bildbeeinträchtigungen, insbesondere Verzerrungen, des vom Display angezeigten Bilds durch die Klebstoffschicht vermieden werden.
Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Verfahrens, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Plasmadüse, die für das Verfahren verwendet werden kann,
Fig. 2a-d ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens in schematischer Darstellung und
Fig. 3a-d ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens in schematischer Darstellung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Schnittansicht zunächst eine Plasmadüse, die in dem beschriebenen Verfahren zum Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe eingesetzt werden kann.
Die Plasmadüse 2 weist ein Düsenrohr 4 aus Metall auf, das sich konisch zu einer Düsenöffnung 6 verjüngt. Am der Düsenöffnung 6 entgegengesetzten Ende weist das Düsenrohr 4 eine Dralleinrichtung 8 mit einem Einlass 10 für ein Arbeitsgas auf, beispielsweise für Stickstoff.
Eine Zwischenwand 12 der Dralleinrichtung 8 weist einen Kranz von schräg in Umfangsrichtung angestellten Bohrungen 14 auf, durch die das Arbeitsgas verdraht wird. Der stromabwärtige, konisch verjüngte Teil des Düsenrohres wird deshalb von dem Arbeitsgas in der Form eines Wirbels 16 durchströmt, dessen Kern auf der Längsachse des Düsenrohres verläuft. An der Unterseite der Zwischenwand 12 ist mittig eine Elektrode 18 angeordnet, die koaxial in Richtung des verjüngten Abschnittes in das Düsenrohr hineinragt. Die Elektrode 18 ist elektrisch mit der Zwischenwand 12 und den übrigen Teilen der Dralleinrichtung 8 verbunden. Die Dralleinrichtung 8 ist durch ein Keramikrohr 20 elektrisch gegen das Düsenrohr 4 isoliert. Über die Dralleinrichtung 8 wird an die Elektrode 18 eine hochfrequente Hochspannung angelegt, die von einem Transformator 22 erzeugt wird. Der Einlass 10 ist über einen nicht gezeigten Schlauch mit einer unter Druck stehenden Arbeitsgasquelle mit variablem Durchsatz verbunden. Das Düsenrohr 4 ist geerdet. Durch die angelegte Spannung wird eine Hochfrequenzentladung in der Form eines Lichtbogens 24 zwischen der Elektrode 18 und dem Düsenrohr 4 erzeugt.
Die Begriffe „Lichtbogen“, „Bogenentladung“ bzw. „bogenartige Entladung“ werden vorliegend als phänomenologische Beschreibung der Entladung verwendet, da die Entladung in Form eines Lichtbogens auftritt. Der Begriff „Lichtbogen“ wird anderweitig auch als Entladungsform bei Gleichspannungsentladungen mit im Wesentlichen konstanten Spannungswerten verwendet. Vorliegend handelt es sich jedoch um eine Hochfrequenzentladung in Form eines Lichtbogens, also um eine hochfrequente, bogenartige Entladung.
Aufgrund der drallförmigen Strömung des Arbeitsgases wird dieser Lichtbogen jedoch im Wirbelkern auf der Achse des Düsenrohres 4 kanalisiert, so dass er sich erst im Bereich der Düsenöffnung 6 zur Wand des Düsenrohres 4 verzweigt. Das Arbeitsgas, das im Bereich des Wirbelkerns und damit in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens 24 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit rotiert, kommt mit dem Lichtbogen in innige Berührung und wird dadurch zum Teil in den Plasmazustand überführt, so dass ein atmosphärischer Plasmastrahl 26 durch die Düsenöffnung 6 aus der Plasmadüse 2 austritt.
Zur Plasmabeschichtung einer Oberfläche wird die Oberfläche mit dem Plasmastrahl 26 und einem geeigneten Precursor 28 beaufschlagt. Insbesondere kann der Precursor 28 in den Plasmastrahl 26 eingebracht werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise im Bereich der Düsenöffnung 6 eine Precursorzuleitung angeordnet sein, die den Precursor 28 in den Plasmastrahl 26 einleitet. Eine solche Precursorzuleitung kann auch in die Plasmadüse 2 integriert sein. Beispielsweise kann an die Düsenöffnung 6 ein Rohr mit einer Precursorzuleitung angeschlossen sein, so dass der Plasmastrahl 26 durch das Rohr geführt wird und der Precursor im Rohr in den Plasmastrahl eingebracht wird. Ebenfalls ist eine Precursorzuleitung denkbar, die den Precursor in den Innenraum des Düsenrohrs 4 einbringt. Der Precursor kann auch zusammen mit dem Arbeitsgas durch den Einlass 10 in das Düsenrohr 4 eingebracht werden. Bevorzugt ist es jedoch, den Precursor 28 außerhalb des Düsenrohrs 4 in den Plasmastrahl einzubringen, um den Precursor 28 durch den Lichtbogen 24 oder die hohen Temperaturen innerhalb des Düsenrohrs 4 nicht zu beeinträchtigen.
Die Wechselwirkung des Plasmastrahls 26 mit dem Precursor 28 führt zu einer Aktivierung und ggf. Fragmentierung des Precursors 28. Der aktivierte Precursor 28 bildet dann beim Auftreffen auf die zu beschichtende Oberfläche eine gleichmäßige Schicht aus.
Die Fig. 2a-d zeigen nun ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe in schematischer Schnittansicht.
Fig. 2a zeigt einen ersten Schritt des Verfahrens, bei dem eine Seite 42 einer bereitgestellte Displayschutzscheibe 44, zum Beispiel einer Displayschutzscheibe aus Kunststoff wie Polycarbonat oder PMMA, mit einem atmosphärischen Plasmastrahl 48 und einem Precursor 50 beaufschlagt wird, so dass sich auf der Seite 42 der Displayschutzscheibe 44 eine Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 bildet.
Der atmosphärische Plasmastrahl 48 wird mit einer Plasmadüse 54 erzeugt, die insbesondere wie die in Fig. 1 gezeigte Plasmadüse 2 ausgebildet sein kann.
Der Precursor 50 wird vorzugsweise in den Plasmastrahl 48 eingebracht, so dass dieser durch den Plasmastrahl 48 teilweise fragmentiert und aktiviert wird. Der Precursor 50 kann wie in Fig. 2a gezeigt in den Plasmastrahl 48 eingebracht werden, nachdem dieser die Plasmadüse 54 verlassen hat. Alternativ dazu kann der Precursor 50 auch in die Plasmadüse 54, insbesondere in einen Düsenkopf 56 der Plasmadüse 54 oder zusammen mit einem die Plasmadüse 54 versorgenden Arbeitsgas 58 eingebracht werden.
Bei dem Precursor 50 kann es sich zum Beispiel um eine siliziumorganische Verbindung handeln. Der Precursor 50 wird im Plasmastrahl 48 aktiviert und/oder plasmapolymerisiert, so dass sich auf der Seite 42 der Displayschutzscheibe 44 die Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 bildet.
Der Einsatz der Plasmabeschichtung zur Erzeugung der Feuchtigkeits-Barriereschicht ermöglicht eine einfache Integration der Beschichtung in den Prozessfluss, zum Beispiel als Inline-Beschichtung.
Fig. 2b zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens, bei dem auf die mit der Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 versehene Seite 42 der Displayschutzscheibe 44 ein Klebstoff 64 aufgebracht wird, so dass die Seite 42 mit einer gleichmäßigen transparenten Klebstoffschicht 66 bedeckt wird.
Fig. 2c zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens, bei dem ein elektronisches Display 74, beispielsweise ein LED-, OLED- oder TFT-Display, mit der Klebstoffschicht 66 kontaktiert wird. Nach dem Zusammenfügen des elektronischen Displays 74 und der Displayschutzscheibe 44 mit der Klebstoffschicht 66 wird die Klebstoffschicht 66 ausgehärtet, beispielsweise durch UV-Strahlung, so dass die Displayschutzscheibe 44 mit dem Display 74 fest verbunden ist. Fig. 2d zeigt das fertige Bauteil 84 mit dem Display 74 und der damit verbundenen Displayschutzscheibe 44.
Durch die im ersten Schritt (Fig. 2a) aufgebrachte Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 zwischen der Klebstoffschicht 66 und dem Material der Displayschutzscheibe 44, beispielsweise Polycarbonat oder PMMA, wird verhindert, dass Feuchtigkeit aus dem Material der Displayschutzscheibe 44 in die Klebstoffschicht 66 gelangt und dort zu verstärkter Blasenbildung führt. Dadurch stellt die Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 die optische Qualität des Bauteils 84 sicher, insbesondere beim Einsatz von Displayschutzscheiben 44 aus Kunststoff.
Die Fig. 3a-d zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Ausrüsten eines elektronischen Displays mit einer Displayschutzscheibe in schematischer Schnittansicht. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a-d ist eine leichte Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a-d. ln den Fig. 3a-d werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 2a-d.
Bei dem in Fig. 3a gezeigten ersten Schritt wird die Displayschutzscheibe 44 analog zu Fig. 2a durch Plasmabeschichtung mit der Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 beschichtet.
Das in den Fig. 3a-d dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dadurch von dem in den Fig. 2a-d dargestellten Ausführungsbeispiel, dass der Klebstoff 64 in dem in Fig. 3b gezeigten zweiten Schritt nicht auf die Displayschutzscheibe 44 sondern auf das Display 74 aufgebracht wird, so dass sich die Klebstoffschicht 66 auf dem Display 74 bildet. ln dem in Fig. 3c gezeigten dritten Schritt wird dann die Displayschutzscheibe 44 mit der mit der Feuchtigkeits-Barriereschicht 52 versehenen Seite 42 auf das Display 74 mit der Klebstoffschicht 66 aufgelegt.
Nach dem Aushärten des Kunststoffs, z.B. durch UV-Strahlung, ist die Displayschutzscheibe 44 fest mit dem Display 74 verbunden. Fig. 3d zeigt das fertige Bauteil 84 analog zu Fig. 2d.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Ausrüsten eines elektronischen Displays (74) mit einer Displayschutzscheibe (44), bei dem eine Displayschutzscheibe (44) und ein elektronisches Display (74) mittels eines zwischen der Displayschutzscheibe (44) und dem elektronischen Display (74) angeordneten transparenten Klebstoffs (64) miteinander verklebt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Displayschutzscheibe (44) vor dem Kontakt mit dem Klebstoff (64) auf der für den Kontakt mit dem Klebstoff (64) vorgesehenen Seite (42) mittels Plasmabeschichtung mit einer transparenten Feuchtigkeits-Barriereschicht (52) versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Displayschutzscheibe (44) aus Kunststoff verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabeschichtung mittels eines atmosphärischen Plasmastrahls (26, 48) und eines Precursors (28, 50) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der atmosphärische Plasmastrahl (26, 48) mit einer Plasmadüse (2, 54) erzeugt wird, wobei die Plasmadüse (2, 54) eine Düsenöffnung (6) aufweist, aus der im Betrieb der Plasmastrahl (26, 48) austritt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der atmosphärische Plasmastrahl (26, 48) mittels einer bogenartigen Entladung in einem Arbeitsgas (58) erzeugt wird, wobei die bogenartige Entladung durch Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung zwischen Elektroden (18; 4) erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Precursor (28, 50) in den Plasmastrahl (26,
48) eingeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Precursor (28, 50) ein organischer, insbesondere siliziumorganischer, vorzugsweise siliziumorganisch funktionalisierter Precursor verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeits-Barriereschicht (52) mittels Plasmapolymerisation erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (64) auf die mit der Feuchtigkeits- Barriereschicht (52) versehene Seite (42) der Displayschutzscheibe (44) aufgebracht wird und danach die mit dem Klebstoff (64) versehene Displayschutzscheibe (44) mit dem elektronischen Display (74) zusammengeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (64) so auf die mit der Feuchtigkeits- Barriereschicht (52) versehene Seite (42) der Displayschutzscheibe (44) oder auf das elektronische Display (74) aufgebracht wird, dass der Klebstoff (64) eine Klebstoffschicht (66) bildet.
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