具有显示装置的卡形数据载体 本发明涉及一种卡形数据载体，具体地涉及一种根据权利要求1的前序部分的智能卡，且涉及一种根据权利要求11和16的前序部分的、用于制造该卡的相应方法。
根据现有技术的常规数据载体使用例如未公开的德国专利申请DE 19923 138.9中所述的机械可变形显示装置。基于例如液晶或发光材料并用于显示信息的功能层位于两层柔性承载膜之间，该柔性承载膜由诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的塑料制造。
然而，塑料承载膜通常提供不了功能层与环境中的诸如O2或H2O的气体的充分隔离。由于功能层内包含的物质地敏感性，因而对于诸多的应用，这种显示器的寿命过短。
另外，在这种显示器中采用较厚的膜，不仅是为了减小气体的渗透性，还为了在其生产和其结合到卡型数据载体内的过程中获得足够高的机械稳定性。然而，在典型的现有技术载体膜中约为0.2毫米的大的膜厚度是不希望的，因为在不超出标准厚度的情况下，该厚度导致难以将显示器集成到卡型数据载体中，该标准厚度在例如智能卡中是0.76毫米。
为了确保功能层的足够密封以防止同环境间的气体或液体交换，因此通常使用玻璃的载体层，但是这些载体层通常具有极少的或没有机械柔韧性。显示器或卡的过度弯曲将导致显示器折断。因此，在卡形数据载体中需要将玻璃载体层与耐弯折基层结合。然而，这使卡形数据载体失去了它在显示区域内的机械变形性，因此使它不适于在皮夹、钱包等中携带。
本发明基于提供具有机械可弯曲显示装置的卡形数据载体的问题和制造这种数据载体的方法，该装置确保了功能层的良好密封以防止同环境进行气体或液体交换，同时还具有高的断裂强度。
此问题根据本发明、通过具有权利要求1的特征的卡形数据载体解决。制造这种数据载体的方法在权利要求11和16中叙述。
本发明的基本思想是，两个载体层中的至少一个由机械柔性玻璃-塑料复合物制造，该复合物包括薄玻璃层和卡体的塑料局部区。
所用的薄玻璃层一方面确保由载体层包围的功能层的良好密封，以防止与环境进行气体或液体交换，另一方面，因其通常具有约10至100微米的低厚度而具有高的机械柔韧性。因此，此层还被称作玻璃膜。
包括薄玻璃层和卡体的部分区域的玻璃-塑料复合物另外还确保了载体层以及显示装置的高断裂强度，因为与之相连接的卡体的塑料局部区域使薄玻璃层机械稳定。
这种玻璃-塑料复合物的形成还允许显示装置简单且可靠地集成到卡体中，从而还获得卡体的弯曲性能与显示装置的弯曲性能的匹配。
所用的塑料通常是有机聚合物，诸如聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
在本发明的实施例中，规定两个载体层中的一个由玻璃-塑料复合物形成，该复合物包括薄玻璃层和卡体的塑料局部区，而两个载体层中的另一个由一玻璃-塑料复合物形成，该复合物包括薄玻璃层和独立的塑料层。该独立塑料层不是卡体的一部分，并且包括具有约5与200微米之间的典型厚度的薄塑料膜或塑料涂层。因此，该独立的塑料层是独立于卡体形成的玻璃-塑料复合物的一部分。所述玻璃-塑料复合物于是可以不固定地结合到卡体内，或者例如通过粘接或层压与之连接。独立于卡体的所述玻璃-塑料复合物允许在其例如弯曲的变形的情形下显示单元与卡体的良好配合，它确保了高的断裂强度。
由薄玻璃层和独立的塑料层构成的玻璃-塑料复合物优选地被设置成薄玻璃层在面对功能层的侧部上，独立的塑料层在背对功能层的侧部上。这就特别好地防止了功能层和环境之间的扩散的气体或液体交换。薄玻璃层的化学惰性还对显示装置的寿命有积极的作用，因为它避免了功能层与载体层的接触区上的所不希望的化学反应。
在本发明的优选实施例中，提出了玻璃-塑料复合物在薄玻璃层和卡体的上部局部区域的上部载体层中构成。显示装置的上部载体层被卡体的部分区域覆盖，这确保了显示装置、以及功能层的特别好的密封，以防止数据载体的与环境间的气体或液体交换。卡体的与薄玻璃层连接的上部局部区域例如可以是聚合物涂层或叠层塑料膜，该涂层或膜至少在显示装置的区域内是光学透明的。
本发明的再一个实施例提出了，下部载体层是机械柔性材料基底层。适当的基底层例如是金属的或充分气密的塑料的薄膜。因为下部载体层的光学透明不是必需的，所以在选择适当的材料时，可以集中于机械的或制造工程的特性。
所提供的下部载体层还可以是密封功能层的机械柔性密封层。这种密封层可以包括适当的涂层，并导致显示装置厚度的进一步减小。
在为基底层或密封层选择适当的材料时，如果基底层或密封层由气体扩散系数在玻璃的范围内的材料制造是有利的。这还确保了在使用除玻璃之外的材料时功能层的良好密封。
功能层优选地具有基于液晶(LC)、发光二极管(LED)或发光有机聚合物的电可驱动显示器。这种类型的显示器允许简单、准确且可靠地控制显示器、以及被代表的信息。
还优选的是，功能层具有诸如电极的电子器件和例如滤波器或偏振器的光学器件，以控制或影响信息的表示。如果相应地选择功能层和载体层的适当材料和成分，由分离元件构成的这种模块化结构使得非常易于获得显示装置的所需机械柔韧性。
本发明的制造卡形数据载体的方法提出，卡体包括通过粘接或层压的多个卡层，卡层中的至少一个由塑料制造。显示装置通过显示装置的至少一个薄玻璃层结合到卡体内，该薄玻璃层通过粘接或压层与卡体的塑料层连接，从而形成玻璃-塑料复合物，该复合物包括显示装置的薄玻璃层和卡体的塑料层。这允许确保功能层的高断裂强度和良好密封的玻璃-塑料复合物在卡的制造过程中被生产，而无需任何大的额外工作。于是，不需要使用专门为此目的制造的昂贵的层压玻璃。可以避免任何额外的制造层压玻璃的步骤。例如，简单的薄玻璃通常可通过划痕和折断来获得所需尺寸，而为此目的层压玻璃则需要不同的、更精细的方法。
本发明方法的优选实施例包括以下方法步骤：提供第一卡层；通过粘接或层压来施加具有间隙的至少一个镶嵌膜，该间隙用以将显示装置安放到第一卡层上；将显示装置结合到镶嵌膜的间隙内；通过粘接或层压将第二卡层施加到镶嵌膜上。这允许特别简单的显示装置到卡体内的结合。至少一个镶嵌膜可以额外地选择性地具有集成在其上的电路器件，例如用于驱动显示装置和/或用于与外部终端通讯的集成电路。这还包括线圈、电容器和电镀接触焊点(galvanic contact pad)。
在本发明方法的一变体中，显示装置被结合到作为预制元件的卡体中，该卡体包括两个载体层以及被包围在其间的一功能层。其优点在于，在显示装置结合到卡体内过程中，不需要制造显示装置自身的额外步骤。
可选地，提供本发明方法的一优选实施例，即，显示装置被一层一层地结合到卡体内。所述两个载体层和其间的功能层的一层一层的结合与制造卡体所需的单独层压或粘接步骤一起实现。
本方法的一优选过程提供以下步骤：通过层压或粘接将下部薄玻璃层施加到至少一个卡层上；将功能层施加到下部薄玻璃层上；将上部薄玻璃层施加到功能层上；在一个或多个先前步骤之后施加一个或多个镶嵌膜；通过层压或粘接将至少再一个卡层施加到上部薄玻璃层上。
此处一个重要优点在于，显示装置的预先制造被省略了，且显示装置的制造在一个过程中与其结合到卡体内一起实现。
制造卡形数据载体的再一个方法规定，卡体通过注模制造，显示装置在卡体的注模过程中结合到卡体内，显示装置的至少一个薄玻璃层与塑料卡体形成玻璃-塑料复合物。注模允许显示装置以较低的设备开支最快且节约成本地集成到卡体内。
在此方法中，有利的是，显示装置的至少一个薄玻璃层在通过注模将显示装置结合到卡体内之前经受机械和/或化学表面处理，以在薄玻璃层和卡体之间形成特别稳定和可靠的结合。该表面例如可以被弄粗糙，或设置以适当的涂层，例如所谓的底漆。
以下，将结合附图中所示的示例详细地说明本发明，其中：
图1是在显示装置区域内贯穿本发明数据载体的实施例的横截面，其中，玻璃-塑料复合物包括薄玻璃层的下部载体层和卡体的下部部分区域；
图2示出一显示装置，其中，玻璃-塑料复合物构成在薄玻璃层的两个载体层和卡体部分区域内；
图3示出一显示装置，该装置具有作为下部载体层的机械柔性基底层；
图4示出一显示装置，该显示装置具有作为下部载体层的密封层；
图5示出一卡体内的显示装置，该卡体包括多个卡层；
图6示出一显示装置，其中，玻璃-塑料复合物形成在薄玻璃层和独立塑料层的两个载体层内；以及
图7示出一显示装置，因为下部载体层由密封层形成，所以该装置比图6所示的更进步。
图1示出在显示装置4的区域内贯穿本发明数据载体的一实施例的横截面。结合在卡体5内的显示装置4包括包围功能层12的两个载体层10和11。功能层12包括用于显示诸如数字、字母或图像的信息的基于液晶或发光材料的显示元件。此外，功能层12包括驱动显示元件所需的电子器件，例如印刷接触区(未示出)。功能层12还可以具有集成在其中的可能需要的彩色或偏振膜(未示出)。
在所示实施例中，每个载体层10和11包括由薄玻璃层13和塑料构成的玻璃-塑料复合物。在下部载体层11的情况下，玻璃-塑料复合物包括薄玻璃层13和卡体5的下部局部区域16。在上部载体层10的情况下，玻璃-塑料复合物包括薄玻璃层13和塑料层14。所用的薄玻璃层13的通常厚度例如在10与100微米之间。对于塑料层14，可以使用例如具有在5和200微米之间的通常厚度的塑料涂层或膜。此处必需特别注意的是，图1所示的图像是高度简化的，并未显示不同层厚度或卡体5的厚度的真实尺度再现。在所示的显示装置4中，两个载体层10和11得以设置，使得薄玻璃层13在面对功能层12的侧部，塑料层14或部分区域16在背对功能层12的侧部。
显示装置4和卡体5之间的横向窄距离允许两个部件在卡体5的变形(例如弯折)时的特别好的配合，使得折断的危险进一步降低。所述距离可以填充空气或适当的弹性材料。然而，即使在本发明的数据载体中没有所述距离，也从根本上确保了非常高的断裂强度。
在图2所示的显示装置4中，玻璃-塑料复合物形成在薄玻璃层13的两个载体层10和11和卡体5的部分区域15、16中。在所示实施例中，卡体5的上部部分区域15是卡体5的完全覆盖显示装置4并超出该显示装置4的上部层。过渡点或显示装置4与卡体5之间的任何距离于是由上部部分区域15覆盖，从而获得显示单元4的特别好的密封。上部部分区域15例如可以是透明塑料膜或至少在显示装置的区域内是光学透明的不透明膜。与图1的以上相应所述相同的情况适用于下部载体层11。
图3示出了具有如下部载体层11的机械柔性基底层18的显示装置4。与图2所示实施例不同，机械柔性材料基底层18此处用在下部载体层11内，取代了薄玻璃层13。根据对显示装置的机械性能的需要，基底层18例如可以由厚的或薄的塑料或金属膜形成。优选用于此目的的材料是具有低透气率的材料，该材料确保了由形成下部载体层11形成的基底层18获得的功能层12的良好密封。优选地，所用材料的气密性在玻璃的范围内。类似于薄玻璃层13和卡体5的部分区域15、16的复合物的所述形成，基底层18类似地可以例如通过适当的塑料或金属膜的粘接或层压而与卡体的部分区域16形成复合物。选择性地，基底层18可以不固定地放置在下部部分区域16上，并通过上部薄玻璃层13与上部部分区域15的复合物于固定在卡体5。图3所示的基底层18的暗灰阴影表示基底层18不必是光学透明的，而可以是不透明的。于是当选择基底层18的适当材料时，可以集中于机械的或生产工程的特性。当然，还要集中于与防止同环境间的气体和液体交换的良好密封有关的性能。
图4示出了具有如下部载体层11的密封层19的显示装置。密封层19由适当的机械柔韧材料制造，例如适当的涂层。在此情形下，密封层19从根本上还可以与卡体5的部分区域16形成复合物。此实施例与图2所示的比较使得以下事实清晰，即使用密封层19作为下部载体层11获得了显示装置的厚度的明显减小。如还可从图4和2的比较看出的那样，这还使卡体5的厚度能被减小，使得可以在特别薄的卡体5或其它卡形数据载体如ID卡中使用这种显示装置。
图5示出了具有由多个卡层22、24和25形成的卡体5的显示装置。镶嵌膜24粘接或层压在第一卡层22上。在镶嵌膜24的间隙23中是显示装置，该显示装置在于两个薄玻璃层13和从而被包围的功能层12的所示实施例中。例如在将镶嵌膜粘接或层压到第一卡层22上，或者以后被结合到镶嵌膜24的间隙23内的过程中，显示装置得以运用。在两种情形下，形成由下部薄玻璃层13和第一卡层22构成的玻璃-塑料复合物。第二卡层25被粘接或层压到包括结合在其中的显示装置的镶嵌膜24上，籍此，玻璃-塑料复合物类似地由上部薄玻璃层13和第二卡层25形成。
应当注意的是，从根本上，多个镶嵌膜可以被结合到两个卡层22和25之间。尤其当显示装置4被一层一层地用制造卡体5所需的单独的层压或粘接步骤结合在一起时，这是优选的。在此情形下，具有相应厚度的一个镶嵌膜例如可以在每个情形中与下部薄玻璃层13、功能层12和上部薄玻璃层13一起得以施加。这种方法具有优点，即不需要预先制造的显示装置，因为它们的制造和在卡体5中的结合在一个过程中得以实现。
图6示出了显示装置4，其中，玻璃-塑料复合物形成在薄玻璃层13的两个载体层10和11和独立的塑料层14中。这种玻璃-塑料复合物的使用还确保了此实施例所示的显示装置的高度的机械柔韧性以及良好的密封。
图7示出了一显示装置，该显示装置优于图6所示的显示装置，因为下部载体层11由密封层19形成。与图4和6的说明中的相应描述相同的说明和优点适用于此显示装置。