DE10132893A1

DE10132893A1 - Verfahren zum Einbau eines Displayelements

Info

Publication number: DE10132893A1
Application number: DE2001132893
Authority: DE
Inventors: Joachim Hoppe; Arno Hohmann
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2021-07-07
Also published as: DE10132893B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Einbau eines Displayelements in einen Kartenkörper eines Datenträgers beschrieben, bei welchem das Displayelement in eine Aussparung des Kartenkörpers eingebracht und mit dem Kartenkörper verbunden wird. Dabei erfolgt die Verbindung des Displayelements mit dem Kartenkörper nur entlang der Randkanten des Displayelements mittels einer einen elastischen Rahmen für das Displayelement bildenden Verbindungsmasse. Außerdem wird ein entsprechender Datenträger mit einem Kartenkörper und mit einem in einer Aussparung des Kartenkörpers angeordneten Displayelements beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines Displayelements in einen Kartenkörper eines Datenträgers, bei welchem das Displayelement in einer Aussparung des Kartenkörpers eingebracht und mit dem Kartenkörper verbunden wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Datenträger mit einem Kartenkörper und mit einem in einer Aussparung des Kartenkörpers angeordneten Displayelement.
Kartenförmige Datenträger werden beispielsweise derzeit als EC-Karten, als Telefonkarten oder als "Elektronische Geldbörsen' für den bargeldlosen Zahlungsverkehr eingesetzt. Darüber hinaus finden solche Karten auch Anwendungen als Ausweiskarten. Um die Einsatzmöglichkeiten und insbesondere bei der Verwendung als Elektronische Geldbörsen die Akzeptanz derartiger Datenträger zu erhöhen, ist ein Einbau von Displays sinnvoll. Mit einem solchen Display könnte beispielsweise bei einer Elektronischen Geldbörse das aktuelle Guthaben angezeigt werden. Beim Einbau von Displays in Datenträgerkarten ist zu beachten, dass die Karten im späteren Gebrauch zum Teil starken mechanischen Belastungen, insbesondere Biegebelastungen, ausgesetzt sind. Diese Biegebelastungen können an ein eingebautes Display weitergegeben werden und können so zu einer Beschädigung oder sogar Zerstörung des Displayelements führen. Dieses Problem ist insofern besonders kritisch, da Displays zum einen relativ großflächig sind und zum anderen in der Regel aus Glassubstraten aufgebaut und dementsprechend bruchempfindlich sind. Es sind folglich einerseits besondere Einbautechniken erforderlich, mit denen ein Displayelement in einen Kartenkörper eingebaut werden kann, so dass es zumindest einigermaßen vor zu starken Belastungen, insbesondere bei einem Biegen der Karte, geschützt ist. Da derartige Datenträgerkarten aber andererseits relativ billige und kurzlebige Produkte sind, die in einer Massenfertigung hergestellt werden, ist bei einer Auswahl einer Einbaumethode außerdem zu beachten, dass der Einbau möglichst schnell und kostengünstig innerhalb einer Produktionslinie realisiert werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geeignetes Verfahren zum Einbau eines Displayelements in einen Kartenkörper eines Datenträgers sowie einen entsprechenden Datenträger mit einem auf diese Weise eingebauten Displayelement zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch einen Datenträger gemäß Anspruch 18 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Fixierung des Displays innerhalb des Kartenkörpers erfolgt dabei erfindungsgemäß mittels eines elastischen, aus einer geeigneten Verbindungsmasse erzeugten Rahmens. Die Verbindungsmasse passt sich dabei an die Randkanten des Displayelements und an den Rand der Aussparung genau an und hält das Display vorzugsweise durch den Formschluss zum Displayelement und zum Aussparungsrand in der Aussparung. Die Elastizität der Verbindungsmasse in einem ausgehärteten Endzustand sollte groß genug sein, damit zu starke Belastungen vom Kartenkörper auf das Display durch den Rahmen abgefedert werden. Andererseits muss aber die ausgehärtete Vergussmasse fest genug sein, damit das Displayelement durch den Rahmen sicher in der Aussparung gehalten wird. Da dabei die Basisfläche des Displayelements verbundfrei bleibt, ist das Displayelement aufgrund der flexiblen Einhängung durch den relativ dicken elastischen Rahmen gegen mögliche Biegebelastungen am Kartenkörper wesentlich wirkungsvoller geschützt als bei einer kompakten Einlaminierung in das Kartenmaterial oder als bei einer flächigen Einklebung.
Vorzugsweise wird der Rahmen aus der Verbindungsmasse so ausgebildet, dass die Randkanten des Displayelements dicht verkapselt sind. Die Verkapselung bezieht sich hierbei auf die Abdichtung der Spalt- bzw. Verbindungszonen zwischen den einzelnen Schichten des Displays. Sie verhindert wirkungsvoll das Eindringen von Feuchte und Luft in die Funktionsschichten, z. B. in die Flüssigkeitskristallschicht bei einem LC- Display.
Bei der Verbindungsmasse kann es sich um eine beliebige geeignete elastische Klebe-, Dicht- und/ oder Vergussmasse handeln. Aufgrund der besonders günstigen Fertigungsmöglichkeiten wird jedoch vorzugsweise eine Vergussmasse verwendet, mit der das Displayelement entlang der Randkanten umgossen wird. Für das Vergießen bieten sich insbesondere zwei Verfahren an.
Bei dem einen Verfahren handelt es sich um ein Schmelzgießverfahren. Mit dieser Technik können Vergussmassen mit relativ niedriger Viskosität und bei im Vergleich zu einem Spritzgussverfahren sehr niedrigen Verfahrensdrücken (< 10 Bar) in einfachen Gießformen verarbeitet werden. Das dünnflüssige Material und die niedrigen Drücke erlauben einen sehr schonenden, filigranen Einguss der Displayelemente.
Als Vergussmaterialien kommen hierbei vorzugsweise thermoplastische Hotmelts, beispielsweise auf Polyurethanbasis, zur Anwendung. Aufgrund der guten Hafteigenschaften dieser Materialien wird problemlos die erforderliche Festigkeit und Dichtheit der Vergusszone, beispielsweise gegen PVC, PET, PC, erzielt. Das Vergussmaterial ist lösemittelfrei, d. h. emissionsfrei, zu verarbeiten und geeignet, um wasserdichte Verkapselung zu erzielen.
Ein anderes bevorzugtes Verfahren ist das sogenannte Dispenserverfahren. Bei diesem Verfahren wird die Vergussmasse in einem fortlaufenden Strang aus einer Nadeldüse ausgestoßen. Ein Vergießen des Displays an den Randkanten ist dabei möglich, indem die Nadeldüse entlang der Kontur des Displays fährt und somit das Material in diesem Bereich aufgetragen wird. Als Materialien bzw. Materialsysteme zur Anwendung des Dispenserverfahrens sind insbesondere strahlungshärtende Materialien wie beispielsweise lichtaktivierbare oder UV-aktivierbare Systeme vorteilhaft, da durch die Strahlungshärtung sehr schnelle Prozesszeiten möglich sind.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Displayelement zunächst unter Bildung des elastischen Rahmens entlang der Randkanten umgossen und anschließend mit dem Rahmen gemeinsam in den Kartenkörper eingesetzt.
Besonders bevorzugt ist jedoch eine Inline-Fertigung des Rahmens, bei der das Displayelement mit einem umlaufenden Randabstand in der Aussparung des Kartenkörpers fixiert wird und dann in die Aussparung eingegossen wird, so dass nach der Aushärtung der Verbindungsmasse das Displayelement fest in der Aussparung gehalten wird. Dieser Inline- Vergussprozess kann sowohl an mehrnutzigen Kartenhalbzeugen wie auch an Einzelkarten erfolgen. Der Vergussprozess kann auch in bestehende Prozesslinien einer Kartenfertigung leicht integriert werden, da die erforderlichen Aggregate für den Vergussvorgang nur sehr kleine Baugrößen und eine einfache Verfahrenstechnik erfordern.
Es ist dabei möglich, die Aussparung, in welche das Displayelement implantiert werden soll, derart auszubilden, dass eine Kontaktierung des Displayelements zur Ansteuerungselektronik im Bereich dieser Freiräume liegt und so an den fertigen Kartenkörpern ausgeführt werden kann. Dabei ist es auch möglich, die Kontaktierungsstellen beispielsweise in einem anschließenden Vergussprozess mit dem Vergussmaterial vollständig zu vergießen und so eine zusätzliche Schutzwirkung für die Kontaktierung zu schaffen.
Bei der Aussparung kann es sich beispielsweise um eine Kavität innerhalb des Kartenkörpers handeln. Hierbei wird besonders bevorzugt das Displayelement so in die Kavität eingebracht, dass zwischen dem Grund der Kavität und der Rückseite des Displayelements ein Hohlraum verbleibt. Dieser Hohlraum bietet einen besonders guten Schutz gegen eine Druckbelastung auf die Rückseite des Displayelements.
Bei einer Inline-Vergusstechnik lässt sich ein solcher Hohlraum auf einfache und kostengünstige Weise erzeugen, indem zunächst auf einen Grund der Kavität - bei einer einstufigen Kavität beispielsweise auf die Grundfläche oder bei einer mehrstufigen Kavität auf den Grund einer Stufe - in einem Abstand vom Rand der Kavität ringförmig umlaufend ein schmaler Sperrstreifen aufgebracht wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Klebstoffstreifen handeln.
Auf diesen Sperrstreifen wird dann das Displayelement unter Bildung des Hohlraums in der Kavität positioniert. Um die Oberfläche des Displayelements beim späteren Gebrauch der Datenträgerkarte zu schützen, erfolgt der Einbau vorzugsweise bündig mit der Kartenoberfläche oder derart, dass die Displayoberfläche tiefer als die Kartenoberfläche liegt. Sofern der Sperrstreifen aus einem Klebstoff besteht, wird dabei gleichzeitig eine Fixierung des Displayelements während des nachfolgenden Vergussprozesses erreicht.
Es wird dann auf die Displayoberfläche ein Vergusswerkzeug aufgesetzt und beispielsweise im Schmelzgussverfahren der Bereich außerhalb des Sperrstreifens zwischen der Randkante des Displayelements und dem Rand der Kavität mit den Vergussmassen aufgefüllt. Aufgrund des Sperrstreifens kann die Vergussmasse nicht in den Bereich hinter dem Displayelement eindringen, so dass dort der gewünschte Hohlraum verbleibt.
Dieses Verfahren kann auch angewandt werden, wenn das Display direkt auf die Grundfläche der Kavität aufgelegt werden soll, aber mit größtmöglicher Sicherheit verhindert werden soll, dass beispielsweise eine sehr dünnflüssige Vergussmasse zwischen die Rückseite des Displayelements und den Grund der Kavität gelangt.
Anstelle eines kontinuierlich umlaufenden, dünnen Streifens kann der Sperrstreifen auch punktweise oder abschnittsweise mit insbesondere engem Abstand zwischen den Punkten oder Abschnitten ausgeführt werden. Sofern eine Vergussmasse mit einer etwas geringeren Viskosität verwendet wird, beispielsweise bei der Anwendung eines Dispenserverfahrens, wirkt der Sperrstreifen dann wie ein engmaschiges Gitter, welches die Vergussmasse weitgehend aus dem gewünschten Bereich zwischen dem Displayelement und der Grundfläche fernhält.
Besonders bevorzugt wird zur Bildung des Sperrstreifens ein leitfähiges Material verwendet, welches zugleich als Kontaktelement bzw. Kontaktstreifen genutzt werden kann, um das Display mit entsprechenden Kontaktelementen innerhalb des Kartenkörpers zu verbinden. Diese Kontaktelemente führen beispielsweise zu der Ansteuervorrichtung für das Display. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine zwischen zwei Kartenschichten eingebrachte Kontaktebene, beispielsweise eine Kontaktfolie, auf der geeignete Leiterbahnstrukturen aufgebracht sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein anisotrop leitfähiges Material, z. B. ACF (Anisotrop Conductiv Film), ACL (Anisotrop Conductiv Liquid) oder ACP (Anisotrop Conductiv Paste) zur Ausbildung eines Sperrstreifens verwendet wird. Mit einem solchen Material kann der Sperrstreifen zum einen durchgehend, d. h. kontinuierlich, ausgeführt werden. Zum anderen kann mit diesem Sperrstreifen aber auch eine geeignete Kontaktierung des Displayelements mit den Leiterbahnen der Kontaktfolie innerhalb des Kartenkörpers hergestellt werden, da das Material ja nur in einer Orientierung senkrecht zwischen den Kontakten der Leiterbahnen und entsprechenden darüber positionierten Kontaktflächen auf dem Displayelement leitet und ansonsten isolierend wirkt. Auf diese Weise wird mit wenigen einfachen Verfahrensschritten eine gute Kontaktierung und Einbettung des Displayelements in den Kartenkörper erreicht.
Das Displayelement kann beispielsweise aus einem Grundsubstrat, einem Decksubstrat und einer dazwischen angeordneten, aktiven Displayschicht bestehen, wobei das Grundsubstrat oder das Decksubstrat zumindest an einer Randkante über die jeweils anderen Schichten des Displayelements hinausragt und dort mittels des Kontaktelements mit den Kontakten im Kartenkörper, beispielsweise mit den Leiterbahnen der Kontaktebene, verbunden ist.
Um einen besonders guten Halt des Displayelements in der Kavität zu erreichen, sollte die Kavität vorzugsweise hinterschnittene Kanten aufweisen.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Aussparung um einen durchgehenden Durchbruch im Kartenkörper. Hierbei ist das Displayelement einfach mittels des aus der Verbindungsmasse bestehenden elastischen Rahmens in dem Durchbruch eingehängt.
Vorzugweise ist der Durchbruch dabei derart ausgestaltet, dass der Durchbruch sich beidseitig von den Außenflächen des Kartenkörpers zur Mitte hin erweitert, d. h. das lichte Maß des Durchbruchs ist in der Mitte der Karte größer als in den Oberflächenbereichen der Karte, so dass ein sicherer Halt des Displayelements in dem Durchbruch gewährleistet ist.
Bei dieser Variante bietet es sich insbesondere auch an, ein zweiseitiges Displayelement einzusetzen. Dieses Displayelement kann beispielsweise ein mittleres doppelseitiges Grundsubstrat, das als Steuersubstrat dient, und zwei außenseitige Decksubstrate aufweisen, wobei sich jeweils zwischen den Decksubstraten und dem Grundsubstrat eine aktive Displayschicht befindet.
Bei einer weiteren Variante ist zum zusätzlichen Schutz des Displayelements vorgesehen, auf der Oberfläche des Displayelements eine aus der Verbindungsmasse gebildete Segmentrahmenstruktur aufzubringen, welche vorteilhafterweise mit dem umlaufenden Rahmen aus der Verbindungsmasse verbunden oder sogar einstückig mit dem Rahmen erzeugt ist. Beim Gießen des Rahmens kann auf einfache Weise bei entsprechender Auslegung der Gussgeometrie zusätzlich zur Rahmenerzeugung die Segmentoberflächenstruktur auf die Displayoberfläche aufgebracht werden. Diese bietet einen besonderen Schutz gegen Druckbelastung, wie sie im Gebrauch der Displaykarte üblicherweise gegeben ist.
In einer weiteren vorteilhaften Variante wird das Displayelement aus mehreren Einzelelementen gefertigt, welche mittels der Verbindungsmasse untereinander verbunden werden. So ist es z. B. möglich, Displays aus einzelnen Ziffernsegmenten aufzubauen, die mittels einer Vergusstechnik in der Karte zu einer Funktionseinheit zusammengefügt werden. Dies hat den Vorteil, dass Displays mit nahezu beliebigen Zeilen- und Spaltenkonfigurationen erzeugt werden können, ohne in die Displayfertigung selbst eingreifen zu müssen. Darüber hinaus wird eine wesentlich bessere Stabilität gegenüber mechanischen Biegebelastungen erreicht, da die Abmessungen der einzelnen Ziffernsegmente gegenüber einem größeren Displayelement, welches mehrere Ziffern umfasst, sehr klein sind.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen kartenförmigen Datenträger mit Display,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Teildraufsicht auf ein aus mehreren mittels eines Segmentrahmens untereinander verbundenen Einzelsegmenten bestehendes Display,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein in einer Kavität eines Kartenkörpers eingegossenes Displayelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein in einer Kavität eines Kartenkörpers eingegossenes Displayelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 einen Teilschnitt durch ein in einem Durchbruch eines Kartenkörpers eingegossenes einseitiges Displayelement.
Fig. 7 einen Teilschnitt durch ein in einem Durchbruch eines Kartenkörpers eingegossenes zweiseitiges Displayelement,
Fig. 8 einen Teilschnitt durch ein in eine Kavität eines Kartenkörpers eingelegtes und kontaktiertes Displayelement,
Fig. 9 einen Teilschnitt gemäß Fig. 8 nach einem Vergießen des Displayelements in der Kavität,
Fig. 10 einen Schnitt durch einen Kartenkörper im Bereich der Kavität und durch das Gießwerkzeug unmittelbar vor dem Gießvorgang.
Fig. 1 zeigt einen typischen Datenträger 1 im Scheckkartenformat mit einem in einen Kartenkörper 2 an der üblichen Stelle angeordneten Chipmodul 3. Oberhalb des Chipmoduls 3 ist ein Displayelement 4 eingebaut, das in Fig. 2 noch einmal vergrößert dargestellt ist.
Dieses Displayelement 4 ist mittels eines aus einer Vergussmasse 5 gebildeten elastischen Befestigungs- und Verkapselungsrahmens in einer Aussparung des Kartenkörpers 2 befestigt. Wie man deutlich sieht, läuft der aus der Vergussmasse 5 bestehende Befestigungs- und Verkapselungsrahmen rundum entlang der Randkanten des Displayelements 4.
Anstelle eines solchen geschlossenen Vergusses ist auch ein nur partieller Verguss in Teilbereichen entlang der Randkante möglich. Der geschlossene Verguss bietet jedoch im Allgemeinen eine höhere Sicherheit für das Displayelement und eine größere Haltbarkeit innerhalb der Aussparung 8 des Kartenkörpers 2.
Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel für ein vergossenes Displayelement. Hierbei besteht das Displayelement aus mehreren Einzelelementen 7, hier einzelnen Segmenten, welche mittels eines aus der Vergussmasse erzeugten Segmentrahmens 6 untereinander verbunden sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass das gesamte Displayelement in gewissen Grenzen flexibler ist als ein großflächiges Displayelement gemäß Fig. 2.
Die verschiedenen Möglichkeiten, ein Displayelement innerhalb einer Aussparung zu vergießen, werden in den Fig. 4 bis 10 näher erläutert.
Fig. 4 zeigt dabei einen Einbau eines Displayelements 4 in eine Kavität 8 im Kartenkörper 2. Das Displayelement 4 selbst besteht aus einer Grundsubstratschicht 15, einer transparenten Decksubstratschicht 13 und einer dazwischen angeordneten aktiven Displayschicht 14, beispielsweise aus PDLC, OLED o. ä. Die Grundsubstratschicht 15 ragt hierbei an den Randkanten 12 über die übrigen Schichten 13, 14 des Displayelements 4 hinaus. Auf der Rückseite ist die Grundsubstratschicht 15 mit Kontaktpads versehen, welche auf Leiterbahnen einer Kontaktfolie 17, aufdrücken. Diese Kontaktfolie 17 ist zwischen verschiedene Schichten 18, 19 des Kartenkörpers laminiert. Die Leiterbahnen führen zu einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) für das Displayelement 4.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine einstufige Kavität 8. Um eine bessere Verbindung des Displayelements 4 mit dem flexiblen, aus der Vergussmasse 5 gebildeten Rahmen in der Kavität 8 zu gewährleisten, weist die Kavität 8 einen hinterschnittenen, beispielsweise hinterfrästen Rand 10 auf, so dass ein besonders guter Formschluss erreicht wird.
Das Displayelement 4 ist hierbei einfach mit der Rückseite auf die Grundfläche der Kavität 8 aufgelegt und dann entlang des Randes mit der Vergussmasse 5 vergossen worden.
Fig. 5 zeigt eine Alternative, bei der zwischen dem Displayelement 4 und dem Grund 22 der Aussparung ein Hohlraum 20 belassen wird, um das Displayelement 4 insbesondere vor Druckbelastung von der Rückseite zu schützen.
Das Displayelement 4 ist hierbei so aufgebaut, dass die Deckschicht 13 über die übrigen Schichten 14, 15 hinausragt und auf der Unterseite mit entsprechenden Kontaktpads versehen ist.
Um den Hohlraum 20 zu erzeugen, wird eine spezielle Einbaumethode verwendet. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt auf den Grund der Kavität 8, hier auf den Grund der Stufe 29 einer zweistufigen Kavität 8, umlaufend ein Streifen aus anisotropem Leitkleber aufgebracht. Dieser Leitkleber dient zum einen zur Kontaktierung der Kontaktpads auf der Unterseite der Displaydeckschicht 13 mit entsprechenden Leiterbahnen einer Kontaktfolie 17 im Kartenkörper. Zum anderen dient dieser Streifen auch als Sperrstreifen 16, welcher verhindert, dass bei einem anschließenden Vergießen des Displayelements 4 im Randbereich mittels der Vergussmasse 5 die Vergussmasse 5 in den Hohlraum 20 hineinläuft.
Die Verwendung eines anisotropen Leitklebers hat den Vorteil, dass einerseits ein durchgehender Streifen gezogen werden kann und somit ein dichter Sperrstreifen 16 für die Vergussmasse 5 erzeugt wird und andererseits aber nur direkt übereinanderliegende Kontakte auf der Rückseite der Displaydeckschicht 13 sowie auf der Kontaktfolie 17 miteinander leitend verbunden sind. Durch diesen dichten, umlaufenden Kontakt- und Sperrstreifen 16 ist es möglich, ein Schmelzgießverfahren zum Vergießen des Displayelements 4 in der Kavität anzuwenden, bei dem thermoplastische Hotmelts mit relativ niedriger Viskosität, d. h. besonders dünnflüssige Materialien, in den Randbereich zwischen dem Displayelement 4 und dem Rand der Kavität 8 eingegossen werden.
Das Eingießen mittels eines Schmelzgießverfahrens ist noch einmal in Fig. 10 dargestellt. In dieser Figur ist ein Querschnitt durch die gesamte Kavität 8 mit einem angesetzten Gusswerkzeug 30 unmittelbar vor dem Verguss gezeigt. Durch die Verwendung eines klebenden Materials für den Sperrstreifen 16 braucht das Displayelement 4 einfach nur auf den umlaufenden Sperrstreifen 16 aufgelegt zu werden und wird so während des Vergussprozesses automatisch fixiert. Es wird dann, wie in Fig. 10 dargestellt, nur noch das Vergusswerkzeug 30 passend angesetzt und über die Kanäle 32 im Vergusswerkzeug 30 das thermoplastische Hotmelt eingespritzt.
Alternativ kann für den Sperrstreifen auch ein anderes, beispielsweise nicht leitendes Material, verwendet werden. In diesem Fall müssen allerdings separate Kontakte hergestellt werden.
Bei einer weiteren Alternative ist es auch möglich, anstelle des anisotropen leitfähigen Klebers einen isotropen leitfähigen Kleber zu verwenden und diesen beispielsweise punkt- oder abschnittsweise mit kleinen Abständen zwischen den einzelnen Punkten oder Abschnitten entlang einer umlaufenden Bahn zur Bildung des Sperrstreifens 16 aufzubringen. In diesem Fall sollte allerdings ein Vergussmaterial mit einer geringeren Viskosität verwendet werden. Dies ist beispielsweise mittels eines Dispenserverfahrens möglich, wobei vorzugsweise strahlungshärtende Materialien eingesetzt werden, um möglichst schnell eine Aushärtung der Vergussmasse zu erreichen.
In den Fig. 5 und 10 ist jeweils eine zweistufige Ausnehmung gezeigt, in die ein Displayelement 4 eingesetzt wird, dessen Deckschicht 13 über die übrigen Schichten 14, 15 hinausragt. Das Verfahren kann aber auch bei einstufigen Kavitäten sowie bei anderen Displayformen, beispielsweise einem Displayelement gemäß Fig. 4, angewendet werden.
Ein ähnliches Verfahren ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. In Fig. 8 ist zunächst das Displayelement 4 mit auf der Unterseite des Grundsubstrats angebrachten Kontaktelementen 31 in eine einstufige Kavität 8 eingelegt. Bei den Kontaktelementen 31 kann es sich beispielsweise um sog. Bumps 31 handeln, wie sie aus der Technologie zum Aufbau von Chipmodulen bekannt sind. Diese Kontaktelemente 31 drücken hierbei jeweils auf Leiterbahnen einer Kontaktfolie 17 innerhalb des Kartenkörpers 2.
In einem weiteren Schritt gemäß Fig. 9 wird dann die Vergussmasse 5 um den Rand des Displayelements 4 gespritzt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 wurde ein relativ zähflüssiges Vergussmaterial 5 mittels einer Dispensertechnik eingespritzt. Auch hierbei bildet sich zwischen der Rückseite des Displayelements 4 und dem Grund der Ausnehmung 8 ein Hohlraum 20 aus.
Die Fig. 6 und 7 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele, bei denen das Displayelement 4 mittels des aus der Vergussmasse 5 gebildeten Rahmens frei in einen Durchbruch 9 im Kartenkörper 2 eingehängt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 handelt es sich um ein einseitiges Display mit einem Grundsubstrat 15 und einem Decksubstrat 13sowie einer dazwischenliegenden aktiven Flüssigkeitskristallschicht 14. Die Kontaktierung erfolgt über an der Unterseite der oberen Deckschicht 13 befindliche Kontaktpads, die mit Leiterbahnen einer Kontaktebene im Kartenkörper 2 verbunden sind. Diese Kontaktebene ist hier wiederum in Form einer dünnen Kontaktfolie 28 ausgebildet, welche zwischen zwei Schichten 18, 19 des Kartenkörpers laminiert ist und welche im Bereich der Aussparung in die Aussparung an den gewünschten Stellen hineinragt. Beim Gießen des Rahmens aus der Vergussmasse 5 wird hierbei die Kontaktfolie 28 mit eingegossen und so vollständig geschützt.
Um das Displayelement 4 gut durch Formschluss innerhalb des Durchbruchs 9 zu halten, sind die Kanten so geschnitten, dass der Durchbruch 9 sich von den Außenflächen des Kartenkörpers 2 zur Mitte hin jeweils keilförmig erweitert.
Fig. 7 zeigt ein ganz ähnliches Beispiel, wobei jedoch hier in den Durchbruch 9 ein zweiseitiges Displayelement 4 eingesetzt wurde, welches aus einem mittleren, beidseitig strukturierten Grundsubstrat 23 und zwei außenseitigen Decksubstratschichten 26, 27 besteht, wobei jeweils zwischen der Grundsubstratschicht 23 und den außenliegenden Deckschichten 26 eine eigene aktive Displayschicht 24, 25 angeordnet ist. Die Grundsubstratschicht 23 dient hier als Steuerschicht und ist mit der Kontaktfolie 28 verbunden.
Bei den meisten der dargestellten Ausführungsbeispiele ist das Displayelement 4 vorzugsweise so mittels der Vergussmasse 5 umgossen, dass die Randkante 12 des Displayelements 4 weitgehend durch die Vergussmasse 5 verkapselt ist. Damit wird ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Spalt- bzw. Verbindungszonen zwischen den einzelnen Schichten des Displayelements 4 wirkungsvoll verhindert.

Claims

1. Verfahren zum Einbau eines Displayelements (4) in einen Kartenkörper (2) eines Datenträgers (1), bei welchem das Displayelement (4) in eine Aussparung (8, 9) des Kartenkörpers (2) eingebracht und mit dem Kartenkörper (2) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) entlang seiner Randkanten (12) mittels einer einen elastischen Rahmen für das Displayelement (4) bildenden Verbindungsmasse (5) in der Aussparung (8, 9) mit dem Kartenkörper (2) verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungszonen zwischen verschiedenen Schichten (13, 14, 15, 23, 24, 25, 26, 27) des Displayelements (4) entlang der Randkanten (12) mittels der Verbindungsmasse (5) abgedichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) entlang der Randkanten (12) mit einer Vergussmasse (5) umgossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) mittels eines Schmelzgießverfahrens umgossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) mittels eines Dispenserverfahrens umgossen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das entlang der Randkanten umgossene Displayelement in die Aussparung des Kartenkörpers eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) mit einem umlaufenden Randabstand in der Aussparung (8, 9) des Kartenkörpers (2) fixiert wird und dann in der Aussparung (8, 9) eingegossen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) mittels eines Kontaktelements (16, 31) mit einem Kontaktelement (17, 28) im Kartenkörper (2) verbunden wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) in eine Kavität (8) des Kartenkörpers (2) eingebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) unter Bildung eines Hohlraums (20) zwischen einem Grund (22, 29) der Kavität (8) und einer Rückseite (21) des Displayelements (4) in die Kavität (8) eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst auf einen Grund (29) der Kavität (8) streifenförmig oder punkt- oder abschnittsweise eine in einem Abstand vom Rand (10) der Kavität (8) ringförmig umlaufender Sperrstreifen (16) aufgebracht wird und dann auf diesem Sperrstreifen (16) das Displayelement (4) in der Kavität (8) positioniert wird und dann der Bereich außerhalb des Sperrstreifens (16) zwischen der Randkante (12) des Displayelements (4) und dem Rand (10) der Kavität (8) mit der Verbindungsmasse (5) aufgefüllt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Sperrstreifens (16) ein Klebstoff verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Kontakt- und Sperrstreifens (16) ein leitfähiges Material verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein anisotropes leitfähiges Material verwendet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) mittels des aus der Verbindungsmasse (5) bestehenden elastischen Rahmens in einen Durchbruch (9) im Kartenkörper (2) eingehängt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Oberfläche des Displayelements eine Segmentrahmenstruktur aus Verbindungsmasse aufgebracht wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement aus mehreren Einzelelementen (7) gefertigt wird, welche mittels der Verbindungsmasse untereinander verbunden werden.

18. Datenträger (1) mit einem Kartenkörper (2) und mit einem in einer Aussparung (8, 9) des Kartenkörpers (2) angeordneten Displayelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) entlang seiner Randkanten (12) mittels einer einen elastischen Rahmen für das Displayelement (4) bildenden Verbindungsmasse (5) in der Aussparung (8, 9) mit dem Kartenkörper (2) verbunden ist.

19. Datenträger nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmasse (5) derart angeordnet ist, dass die Verbindungszonen zwischen verschiedenen Schichten (13, 14, 15, 23, 24, 25, 26, 27) des Displayelements (4) entlang der Randkanten (12) des Displayelements (4) abgedichtet sind.

20. Datenträger nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmasse eine Klebemasse ist.

21. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmasse (5) eine Vergussmasse (5) ist.

22. Datenträger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (5) ein thermoplastisches Hotmelt-Material ist.

23. Datenträger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (5) ein strahlungshärtendes Material ist.

24. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 23, gekennzeichnet durch ein Kontaktelement (16, 31), durch welches das Displayelement (4) mit einem Kontaktelement (17, 28) im Kartenkörper (2) verbunden ist.

25. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) ein Grundsubstrat (15), ein Decksubstrat (13) und eine dazwischen angeordnete aktive Displayschicht (14) aufweist
und dass das Grundsubstrat (15) und/oder das Decksubstrat (13) zumindest an einer Randkante über die jeweils anderen Schichten (13, 14, 15) des Displayelements (5) hinausragt
und dort mittels des Kontaktelements (16, 31) mit dem Kontaktelement (17, 28) im Kartenkörper (2) verbunden ist.

26. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8) eine Kavität (8) ist.

27. Datenträger nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (8) hinterschnittene Kanten (10) aufweist.

28. Datenträger nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch einen zwischen einem Grund (22) der Kavität (8) und einer Rückseite (21) des Displayelements (4) befindlichen Hohlraum (20).

29. Datenträger nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (20) durch einen zwischen dem Displayelement (4) und einem Grund (22) der Kavität (8) kontinuierlich oder punkt- oder abschnittsweise, ringförmig umlaufenden Sperrstreifen (16) begrenzt wird, und der Bereich außerhalb des Sperrstreifens (16) zwischen der Randkante (12) des Displayelements (4) und dem Rand der Kavität (8) mit der Verbindungsmasse (5) aufgefüllt ist.

30. Datenträger nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstreifen (16) zur Bildung eines Kontaktstreifens (16) zumindest teilweise aus leitfähigen Material ist.

31. Datenträger nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstreifen (16) zumindest teilweise aus anisotropem leitfähigem Material ist.

32. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (9) im Kartenkörper (2) ein Durchbruch (9) ist, in welchem das Displayelement (4) mittels des aus der Verbindungsmasse (5) bestehenden elastischen Rahmens eingehängt ist.

33. Datenträger nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (9) sich beidseitig von den Außenflächen des Kartenkörpers (2) zur Mitte hin erweitert.

34. Datenträger nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement (4) ein zweiseitiges Displayelement (4) ist.

35. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement auf einer Oberfläche eine aus Verbindungsmasse gebildete Segmentrahmenstruktur aufweist.

36. Datenträger nach einem der Ansprüche 18 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Displayelement aus mehreren Einzelelementen (7) besteht, welche mittels eines aus der Verbindungsmasse erzeugten Segmentrahmens (6) untereinander verbunden sind.