应用于全贴合显示模组中的OCA光学胶,对于大部分OCA光学胶应用端的读者朋友,是个“既熟悉、又陌生”的材料。
“熟悉”是因为大部分从事全贴合显示模组研发技术、工程技术的读者朋友每天都会接触到;而“陌生”主要是由于产品应用领域及差异化功能需求的局限,导致接触到的OCA光学胶可能只是这个材料的“冰山一角”。
其实OCA光学胶按照材料类型、功能属性、应用场景及固化方式等进行划分,会有很多不同的类型。当然,在如下的OCA光学胶分类中,有些可能会存在重叠。
①OCA光学胶按照材料类型划分,可以分为:聚氨酯型OCA、橡胶型OCA、丙烯酸树脂型OCA、有机硅型OCA。当然,目前主流使用的以丙烯酸树脂型OCA为主,有机硅型OCA为辅。
②OCA光学胶按照功能属性划分,可以分为:染色OCA(着色OCA)、UV-CUT OCA、高折射率OCA、高&低介电常OCA等。
③OCA光学胶按照应用场景来划分,可以分为:水滴屏OCA、盲孔屏OCA、贴PC&PMMA OCA、可挠曲&可折叠OCA、车载显示OCA、户外显示OCA等。
④OCA光学胶固化方式来划分,可以分为:UV固化型OCA、非UV固化型OCA(自固化OCA)、热固化型OCA、湿气固化型OCA等。
怎么样,看完OCA光学胶这么多分类后,你还觉得自己对OCA光学胶很熟悉吗?
好了,回到文章的主题,由于OCA光学胶分类众多,不凡今天的文章主要谈谈OCA光学胶的固化方式,即:全贴合显示模组UV OCA和非UV OCA 的区别。
文章主要围绕“UV型OCA固化原理、非UV型OCA应用场景、UV型和非UV型OCA性能差异”等三个维度详细展开,希望认真读完文章后,让你在工作中遇到OCA光学胶选型问题时不迷糊。
01 UV型OCA固化原理UV型OCA简而言之就是:贴合厂通过UV光的照射,实现对OCA光学胶的固化。
UV型OCA一般需要经过两次UV固化,第一次是在OCA厂商端完成,即OCA胶体涂布后进行UV光照射固化;第二次是在贴合厂商端完成,即OCA光学胶贴合、脱泡完成后进行UV光照射固化。
一般来说,OCA光学胶的原材通常由:液态预聚物、树脂单体、各种添加剂和光引发剂等成分通过混合搅拌而成,将OCA光学胶体涂布到PET基膜上,然后在UV光的照射下,使其进行第一次固化。其固化原理如下:
①当有适当波长和光强的UV光(紫外光)照射OCA光学胶体后,OCA光学胶中的光引发剂会分解成游离基(光引发剂受到200~400nm波段的UV光照射后会分解成游离基),游离基引发预聚物和树脂单体上的不饱和基团发生快速的加成聚合反应。
②由于OCA胶体中含有多功能单体和预聚物,以及游离基反应的化学特性(快速加成聚合),使胶体涂层迅速转化成不可溶性交联网状结构。
UV光(紫外光)波段范围图示
当OCA光学胶完成第一次固化及后续工序后,可以交付裁切好的片材OCA光学胶到贴合厂,贴合厂进行显示模组的贴合、脱泡等工序。
经过一次UV固化的OCA光学胶中还存在一定的光引发剂,同时OCA光学胶中还存在一部分小分子状态的物质。所以,需要对全贴合显示模组进行第二次UV光照射固化,使OCA光学胶中空间网链结构更加紧密,从而提升OCA光学胶的粘接效果。
UV光照二次UV固化机理图示
02 非UV型OCA应用场景
非UV型OCA是相对于UV型OCA来说的,在前面的内容中有介绍过UV型OCA在整个制程过程中需要经过两次UV固化,第一次在OCA原厂完成,第二次在贴合厂完成。
简单来理解,非自固化OCA就是:OCA原厂在OCA光学胶出厂前,一次性将OCA光学胶固化完成,使OCA胶体中的光引发剂消耗干净,同时小分子状态的物质也充分交联,贴合厂无需再进行二次UV固化。此时,我们称这种OCA光学胶为“ 非UV型OCA,也叫自固化型OCA”。
那么,非UV型OCA光学胶到底有哪些UV型OCA无法满足的应用场景呢?不凡有总结出来4个应用场景,具体如下:
①带PC/PMMA前光的EPD模组中:
在EPD电子纸显示模组中,由于EPD电子纸为反射式的显示技术,其在白天使用时无问题,毕竟有外界环境光进行反射;
若在比较暗的环境下或夜晚使用时,则需要在EPD显示模组上方贴合前光源LGP导光板,以满足暗态环境下的使用需求。
在前光EPD显示模组中,LGP导光板的材质通常为PMMA或PC,而PMMA或PC板材在UV光的照射下,板材可能会“变黄”及“释放出气体”。
所以,为了的规避此风险,通常EPD显示模组中的OCA要求选用“非UV型的”,同时OCA要匹配PMMA/PC板材的贴合。
非UV固化OCA应用于EPD显示模组中图示
②户外阳光直射的显示模组中:
户外阳光的紫外线(UV光)通常比较强,全贴合显示模组在户外长期使用,有很多材料在持续的UV光照下可能会发生失效,从而会影响到全贴合显示模组的正常使用。
为了提高户外使用的全贴合显示模组的寿命,很多材料在选用时需要考虑抗UV光照射的要求。
一般来说,应用于户外全贴合显示模组的中OCA光学胶,建议采用“非UV型的”,非UV型OCA中基本不含有光引发剂,在持续的UV光照下发生变黄的风险较低。
非UV固化OCA应用于户外显示模组中图示
③有阻隔UV光能力的显示模组中:
全贴合显示模组使用的场景会有很多,在不同的使用场景下,对材料的选用要求也是不一样的。
如果在特殊的使用场景中,如:户外广告牌、发出较强紫外光线的医用设备、航空&航天设备等;此时全贴合显示模组中的保护盖板可能需要具备阻隔UV光的能力。
所以,此时的OCA光学胶通常会使用“非UV型的”,避免使用UV型的OCA无法实现固化。
非UV固化OCA应用于阻隔UV光的显示模组中图示
④曲面、异型结构的显示模组中:
这一点比较好理解,当全贴合显示模组的产品结构比较特殊,如曲面、异型结构等,UV光照射设备可能由于照射范围的限制,无法保证UV型OCA实现均匀、充分固化,此时可以选用“非UV型”的OCA光学胶。
03 UV和非UV型OCA性能差异UV型OCA和非UV型OCA除了固化次数不一样之外,还在贴合流程、段差填充能力、 高温下的力学性能等方面也会存在一些差异,这个部分我们围绕这些差异来展开说明。
①贴合流程:
第一部分我们有说明过,UV型OCA厂商在出货前仅做了一次UV固化,而非UV型OCA厂商在出货前进行了两次固化。
所以,UV型OCA和非UV型OCA在后端贴合厂中的使用流程是不一样的。
非UV型OCA和非UV型OCA贴合流程对比图
②段差填充能力:
①UV型OCA:OCA出厂时仅进行一次UV固化,OCA的固化率约在45%~55%左右。同时,UV型OCA由于固化率低,其硬度也相对较低,其流动性、填充性能力较强、Mura吸收性比非UV型OCA更优。
②非UV型OCA:OCA出厂时进行二次UV固化,OCA的固化率约在65%~70%左右。同时,非UV型OCA由于固化率较高,导致其硬度也相对较高,其流动性、填充性能力也略差、Mura吸收性也及UV型OCA。
一般来说,在OCA厚度一样的情况下,UV型OCA填充段差的能力约为OCA自身厚度的30%~35%,而非UV型OCA段差填充能力约为OCA自身厚度的10%~15%左右。而为了提高非UV型OCA厚度的段差填充能力,通常会选用更厚的OCA。
③高温下的力学性能:
关于OCA的力学性能不凡不是第一次谈到,在之前的公众号文章中专门有一篇谈OCA光学胶的力学性能指标,文章链接如下:
【技术干货】一文读懂OCA光学胶力学性能指标及意义
非UV型OCA相对于UV型OCA在力学性能上基本上没有什么优势,单纯对比OCA剥离力非UV型OCA在常温下都相对偏低,在高温下其实会更低。
所以,如果使用非UV型OCA,一定要重点关注OCA在高温信耐性测试后的气泡反弹问题。
OCA剥离力随温度变化图示
来源:平板显示汇