液态光学胶(LOCA)


一、液态光学胶介绍

液态光学胶(LOCA),Liquid Optical Clear Adhesive,用于透明光学元件粘接的特种胶粘剂,具有无色透明,透光牢98%以上。粘接强度良好,可在常温或中温条件下固化,且具有固化收缩率小耐黄变等特点。

电容式触摸屏的贴合

二、OCA胶介绍

OCA英文称谓:Optics Clarity Adhesive,即光学透明胶,是一种将光学亚克力做成无基材,然后在上下底层,再各贴合一层离型薄膜,是一种无基体材料的双面贴合胶带。

三、OCA与LOCA对比

与传统的OCA胶带比较,LOCA在某些应用领域具有特别的优势,

能解决OCA胶带面临的一下局限性:

  OCA胶带 LOCA液态光学胶
库存管理 需要针对客户不同产品提供相应的模切片 一个产品可以应用于客户多个型号产品
缝隙及不规则表面填充 只能填充小于1/10胶带厚度的缝隙 能粘接不规则表面及较大高度差表面
工艺 滚压/真空贴合+脱泡 点胶+压合+UV固化
材料综合成本 由于OCA胶带的模切费用和浪费,液态光学胶相较于胶带有大幅度降低。
应用 对于不规则和不平整表面,硬-硬贴合和软-硬的贴合,液态光学胶可以克服胶带本身的一些局限性。

不平整的表面的贴合,胶水有比较好的填充性能

四、LOCA胶的作用

1、触摸屏与LCD模块的贴合

2、填充ITO玻璃和Cover Glass之间的空隙,提高亮度

五、Lens和ITO简介

Lens作为手机的一个非常重要的部件,承载非常重要的任务:保护LCD,透光良好,外观装饰作用等。

LENS通用材料:

1、PMMA:透光性好≥91%,表面硬度高,通过表面硬化处理(hard coating)后可达到3H以上

2、PC:因其表面硬度不能达到要求,且透光性差于PMMA,固在手机上很少被采用。

3、玻璃:透光性好,表面硬度高,可以达到7H以上,可以做到很薄(0.4mm),但是工艺流程复杂,价格稍高。

ITO是铟锡氧化物,是一种透明的导电体。通过调整铟和锡的比例,氧化程度以及晶粒的大小调整这种物质的性能,被用做电阻式和电容式触摸屏的感应材料。

六、LOCA胶水的关键参数

1、粘度:LOCA的施工粘度在1000-4500cps;

2、折射率:光在空气中的速度与光在该材料中的速度之比例。要求使用LOCA后使得显示部分的整体折射率基本一致,减少色散;通常,玻璃的折射率≈1.5,合格的LOCA的折射率≈1.5;

3、断裂伸长率:固化后断裂伸长率越长,说明LOCA的韧性(弹性)越好;

4、介电常数:指物质保持电荷的能力,又称电容率。值越大导电性越好。

通常空气常温下介电常数≈1,LOCA的介电常数通常介于1.5-3之间,因此,使用LOCA的电容式触摸屏更灵敏。玻璃的介电常数约为4-11;

5、酸度:pH值=6.5-7.2,中性,对ITO及材料基本无腐蚀;

6、透光率:透过透明或半透明的光通量与入射光通量的百分率,透过率越高画面越清晰;

7、固化收缩率:LOCA的固化收缩率要求越小越好,越不容易发生缩胶、断层变色等情况;工业指标要求收缩率<2.5%,近些年国内产品固化收缩率一般在5%左右;

8、粘结强度:LOCA完全固化后的内聚力。来自于材料自身的力量;

9、雾度:透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观。以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示;

10、黄变:无色透明、半透明或近白色的高分子材料偏离白色的程度。UV老化箱,60℃,500h,用色差计测量;胶层长时间UV辐射,当能量大于键能时,一方面分子链容易产生活性中心,引发聚合物逐步产生降解导致变黄,另一方面使得分子链中的碳碳键发生裂解,造成黄变。

七、LOCA施胶过程

目前LOCA胶贴合技术,通过胶量控制以控制gap,在贴合上片或下片点一定形状的UV胶(多为“双Y狗骨状”),然后按一定的速度将上下片合片,待上下片到一定高度时,撤掉力,让胶自然溢满,再光固。

八、LOCA贴合常见异常解决方案

1、气泡问题

解决气泡问题,将胶水点于上片,通过翻转动作使胶面朝下,形成液滴,通过液滴最底面与下片接触,将空气排出,但下压速度要慢。

2、溢胶问题

胶体能够同时或者接近同时溢到产品的四个边角,立即固化那么溢胶问题自然解决。

九、LOCA胶水可靠性分析

1、粘接强度测试

测试方法:

(1)基材:30*60*3mm玻璃板;

(2)速度:10mm/分钟;

(3)胶水厚度:100um。

2、透光率及雾度

测试方法:

(1)基材:50*60*1mm玻璃板;

(2)胶水厚度:100um。

透光率=T2/T1×100%。

雾度=(T4/T2-T3/T1)×100%。

T1:入射光通量。

T2:透射光通量。

T3:仪器的散射光通量。

T4:仪器和试样的散射光通量。

3、ITO相容性测试

测试方法:

(1)在刻蚀有ITO导线的ITO玻璃涂上100um的LOCA,固化后,测试ITO的电阻值;

(2)将样品放入60℃,90%RH老化箱中500小时测试老化后的电阻值;

(3)电阻变化率=(老化前电阻值-老化后电阻值)/老化前电阻值。

4、抗UV黄化测试

测试方法:

(1)制样:在两片1mm后玻璃之间填充100um厚度LOCA胶水,固化后测试光学性能;

(2)将样品放入UV老化箱,60℃,0.86w/cm2条件下放置500小时,测试老化后样品的光学性能。

5、可靠性测试

测试方法:

(1)制样:在两片1mm后玻璃之间填充100um厚度LOCA胶水,固化后测试光学性能

(2)将样品放入老化箱,老化条件如下:

a.高温测试:85℃,500小时;

b.高温高湿测试:60℃,90%RH,500小时;

c.冷热循环:-40℃60min,85℃,60min,250个循环。

(3)测试老化后样品的光学性能

6、未固化胶水的返修

(1)利用无尘布擦拭未固化的胶水;

(2)用沾有乙酸乙酯的无尘布擦拭面板,直至完全干净;

(3)重新补胶,进行贴合;

(4)确认面板已经清洗干净,并溶剂挥发完后,再进行补胶。

7、已固化胶水的返修

(1)TP分离

a.钼丝切割法;

b.液氮冷冻法。

(2)除胶

将两块沾有溶剂的无尘纸覆在面板上,保持30分钟后,开始除胶。使用软质的刮刀,按照同一个方向进行除胶,然后用沾有溶剂的无尘纸擦拭,在用干净的无尘纸擦拭,等溶剂挥发完后,可重新点胶。

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