Folienverklebung

Einführung

Optically Clear Adhesive (OCA) verbessert die Helligkeit und den Kontrast eines Touchscreens. Es ermöglicht eine klarere und lebendigere Benutzererfahrung. In Anbetracht des Integrationsstands der heutigen mobilen EDV-Geräte in unserem Alltagsleben hilft OCA dabei, die Interaktion und Beschäftigung der Benutzer mit ihren Touchscreen-Geräten zu bereichern.

Die TFT-LCD-Technologie (Thin Film-Transistor Liquid Crystal Display) ersetzte vor etwa zehn Jahren die traditionelle Kathodenstrahlröhre (CRT) als primären Marktführer in der Display-Technologie. Einer der größten Vorteile von TFT-LCD-Displays besteht darin, dass sie in verschiedenen Bildschirmgrößen – von sehr kleinen (1 Zoll) bis sehr großen (100 Zoll) Bildschirmen – erhältlich sind. Diese Innovation schuf zahlreiche neue Optionen für das Displaydesign und wirkte sich auf die Maße und die Endanwendungen aus.

Die projektive kapazitive Multi-Punkt-Touch-Panel-Technologie wurde gleichermaßen vor etwa 10 Jahren entwickelt. Diese Technologie charakterisiert das präzise Positionierungsvermögen des Touch Panels und seine äußerst schnelle Reaktionszeit.

Die Kombination von TFT-LCD-Displays und projektiver kapazitiver Multi-Punkt-Touch-Panel-Technologie sorgte für revolutionäre Produkteinführungen, vor allem von mobilen Datenverarbeitungsgeräten. Mittels dieser Neuerung waren Telefone nicht mehr nur einfache Kommunikationswerkzeuge, sondern boten Nutzern die Möglichkeit, schnell und einfach mit tragbaren Geräten auf Hunderte verschiedene Anwendungen zuzugreifen.

Ein inhärentes Problem der Touch-Panel-Displaytechnologie ist die Tatsache, dass sich die Lichtdurchlässigkeit verschlechtert, wenn inkrementelle Materialien übereinander geschichtet werden. Dies führt zu einer schlechteren Bild- und Display-Qualität. Hier bietet Boyds Fachwissen auf dem Gebiet der Folienverklebung die perfekte Lösung. Folienverklebung hilft bei der Lösung der Durchlässigkeitsprobleme durch eine Verbesserung der Helligkeit und des Kontrasts der Touchscreen und liefert so die hohe Bildqualität, welche die Kunden fordern.

Snellsches Gesetz

Um zu verstehen, wie Licht durch OCA übertragen wird, sind die Grundprinzipien und die Theorie des Snellschen Gesetzes wichtig.

Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird das Licht, wenn ein Lichtstrahl auf eine Grenze von zwei Medien, z. B. Luft und Kunststoff, einfällt, gebrochen, wenn es die Grenze überschreitet.

Brechung tritt auf, weil das Licht die Geschwindigkeit ändert, wenn es sich über zwei Medien bewegt. Der Brechungsindex n ist das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit in einem bestimmten Medium.

θi = Einfallswinkel in Medium 1
θr = Brechungswinkel in Medium 2
ni = Brechungsindex von Medium 1
nr = Brechungsindex von mittel 2
Snellsches Gesetz = ni sin θi = nr sin θr

Brechungsindex = n = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum/Lichtgeschwindigkeit im Medium

Abbildung 1: Brechung & Snellsches Gesetz

Fresnel-Verlust

Der Fresnel-Verlust, wie in Abbildung 2 gezeigt, ist ein Transmissionsverlust aufgrund von Reflexion an einer Grenze, wenn die Medien unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen.

Funktionsweise von OCA

Abbildung 3 zeigt, wie Umgebungslicht ohne OCA durch Touchpanel und TFT-LCD-Displays wandert.

Es gibt Luftspalte zwischen den beiden Komponenten. Dieser Luftspalt und der Unterschied im Brechungsindex verursachen einen Verlust der Transmission.

Der Brechungsindex von Luft beträgt 1, während der Brechungsindex eines Touchpanels und eines Polarisators etwa 1,5 beträgt. Die Reflexion an jeder Grenze beträgt 4 %, basierend auf der Berechnung des Fresnel-Verlusts. In diesem Fall gibt es drei Grenzen, daher werden 12 % Umgebungslicht in die Augen des Benutzers reflektiert.

Die Reflexion des Umgebungslichts wird für die Augen des Benutzers als "Rauschen" betrachtet, da sie den Kontrast des Bildschirms verringert. Der Kontrast ist bei diesem Luftspalt und der Brechungsindexdifferenz um 12 % schlechter.

Zusätzlich werden an jeder Grenze 4 % Licht vom Display aus der Sicht des Benutzers reflektiert. Die Helligkeit ist bei diesem Luftspalt um 12 % inkrementell schlechter.

Abbildung 4 zeigt, wie Umgebungslicht durch ein Touchpanel und ein TFT-LCD-Display mit OCA wandert.

Der Brechungsindex von OCA liegt zwischen 1,4 und 1,5, was dem des Touchpanels oder Polarisators sehr nahe kommt. Basierend auf einer Fresnel-Verlustberechnung ist die Umgebungslichtreflexion an den Grenzen von OCA nahezu Null. Es gibt eine Umgebungslichtreflexion von nur 4 % an der Oberfläche des Touchpanels.

Das Licht des LCD wandert fast verlustfrei durch OCA. Der einzige Lichtverlust beträgt 4 % an der Oberfläche des Touchpanels.

OCA verbessert den Bildschirmkontrast um 8 % und die Bildschirmhelligkeit um 8 %.

Bild 3: Umgebungslichtpfade mit Luftspalten

Abbildung 4: Umgebungslichtpfade mit OCA

OCA-Segmente

Es gibt zwei Segmente in der OCA-Materialindustrie. Das eine ist eine Blattlösung, das andere ist flüssig. Die Blattform wird als OCA bezeichnet und die flüssige Form ist optisch klares Harz (OCR) oder flüssiges OCA (LOCA).

Touchscreen-Hersteller geben OCR oder LOCA auf einem Touchpanel in einem speziellen Fischgrätenmuster ab und laminieren dann auf das TFT-LCD-Display. Nach dem Laminieren wird ein UV-Härtungsprozess angewendet. Zu den Vorteilen von OCR oder LOCA gehören keine benutzerdefinierten OCA-Konvertierungsanforderungen und reduzierte Bestandsanforderungen, da keine spezifischen Touchscreen-Größen und dimensionalen Designs erforderlich sind, die die Vielfalt der Lagerbestände erhöhen. Zu den Nachteilen von OCR oder LOCA gehören Flüssigkeitsleckagen und ungleichmäßige Aushärtungsfehler.

Touchscreen-Hersteller laminieren die Blattform von OCA auf einem Touchpanel und laminieren dann das Touchpanel mit OCA auf einem TFT-LCD-Display. Zu den Vorteilen der Plattenform von OCA gehören ausgereifte Materialien auf dem Markt, sinkende Materialkosten aufgrund technologischer Verbesserungen und höhere Herstellungsausbeuten. Zu den Nachteilen der Plattenform von OCA gehören die Anforderungen an die führende Fertigungstechnologie für die Verarbeitung, hohe Anforderungen an die Sauberkeitsumgebung und der Bestand an bestimmten Größen und Abmessungen, um die Anforderungen verschiedener Telefonmodelle zu erfüllen.

Boyd ist sehr erfahren mit den Geräten und Umgebungen, die erforderlich sind, um präzise konvertierte Komponenten mit engen Toleranzen und hohen Sauberkeitsanforderungen herzustellen - ideal für die Verarbeitung kundenspezifischer OCA-Lösungen.

OCA-Konvertierungs-Sauberkeitsanforderungen

Um den Anforderungen der ständig zunehmenden Verbesserungen des visuellen Erlebnisses gerecht zu werden, steigt die Auflösung von TFT-LCD-Displays kontinuierlich an, wie VGA (640 x 480), WXGA (1280 x 768), Full HD (1920 x 1080) und 4K2K (3840 x 2160). Wenn die Auflösung zunimmt, nimmt die Pixeldichte der Anzeige zu, was bedeutet, dass die Pixelgröße immer kleiner wird. Ein Retina-Display hat mehr als 300 Pixel pro Zoll (PPI) für Smartphones oder mehr als 260 PPI für Tablets.

Eine kleinere Pixelgröße bedeutet definiertere, kritischere und strengere Partikelkontaminationsspezifikationen. Beispielsweise ist in einem 10" Retina-Displaybereich kein Partikel der Größe 0,02 mm² oder größer erlaubt.

Die Aufrechterhaltung der Sauberkeit ist eine der anspruchsvollsten Aufgaben in OCA-Verarbeitungsprozessen, insbesondere bei den ständig steigenden Schadstoffspezifikationen. Zusätzlich zu den ultra-Reinraumumgebungen (Klasse 1000 oder besser) wirken sich die Maschineneinrichtung, das Linienlayout, die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle, die Betriebsmethoden und die Kleiderordnung direkt auf die Sauberkeit der Komponenten aus, die in einem Gerätedisplay montiert werden sollen.

OCA-Anwendungen

Die Struktur eines Smartphone-Touchscreens. Ein Stück OCA haftet auf dem Glasbildschirm auf dem Touchpanel. Das andere Stück OCA haftet mit dem LCM auf dem Touch-Modul.

Mit Reinraumanlagen der Klassen 100 bis 100,000, fortschrittlichen Rotationsverarbeitungstechnologien und disziplinierten Betriebsteams bietet Boyd OCA-Stanzlösungen für Marktsegmente und Anwendungen, darunter:

Smartphones (< 5”)
Phablets (5 - 8”)
E-Books (6 - 9")
Tabletten (8 - 13 Zoll)

Für Ihre OCA-Herausforderungen sollten Sie Boyd frühzeitig im Designzyklus einbeziehen, um sicherzustellen, dass die funktionalsten und kostengünstigsten Designs vorhanden sind, bevor bei der Produkteinführung auftretende Situationen auftreten.

Nutzen Sie Boyds jahrelange Erfahrung und Engineering-Unterstützung in Abstimmung mit Ihrem technischen und technischen Know-how, um sicherzustellen, dass Ihre OCA-Herausforderungen auf kostengünstige und innovative Weise gelöst werden.

Haben Sie Fragen? Wir sind bereit zu helfen!