
苏州凡赛特材料科技有限公司常务副总杨春强:
平板显示相当于我们的客户,我们是做材料的。我的报告内容分成几块,首先讲一下OCA的基本原理,主要讲OCA设计新要求和技术趋势。
苏州凡赛特材料科技有限公司常务副总杨春强
我们公司是一家新公司,前身是日立化成的OCA事业部,在2016年由中航国际出头把日立化成的这个事业部收购了,现在公司的股权架构主要是产业基金。
接下来我们会有一个比较大的规划,还在选地方,会投11套聚合反应的产线。目前我们的聚合主要是在日本和台湾做,国内在做配方和涂布加工这部分。今年上海市新投了一个研发中心,苏州目前有5个实验室,日本那边的会陆续关掉,因为目前的市场是在国内。刚才龙华的老总有说经常飞日本,其实日本的反应速度对我们来说非常慢,我们的重心都会移到上海,在日本工作的同事都会到上海来。
OCA的工作原理:它是光学透明胶,解决的主要问题是光的折射和反射问题,最早的OCA都在显示里用,现在主要用途是盖板和LCM全贴合的那一层应用,如果光的折射率差,如果我们的玻璃是1.4,1.5,每一层大概会有4%的反射,通过8层之后可能就是72%的减少,但是如果OCA和折射率差减少到非常低的情况下,折射率损失是非常小的。作用就是提高显示效果。
市场上的OCA可以说90%都是压克力体系,当然还有其他的像有机硅、聚氨酯和橡胶类,但是目前在消费品类100%都是压克力体系,包括光刻胶或者在显示行业里用的一些材料也好,设计是非常相似的,压克力丙烯酸只有几十上百种可以选择设计,我们在OCA的设计主要是聚合这一部分,再做架桥设计和添加剂。
压克力本身产生自由基以后把双链打开形成长链的高分子,我们有不同的单体去选择,但是丙烯酸酯类的OCA和丙烯酸类的其他胶有区别,一般的只会用到羟基和氨基的胶团,并不会用到羧基这样带有腐蚀性的胶团。我们用的电子胶类的浇水分子量一般是几十万,通常会比较多,一般OCA会达到两倍的程度,因为分子量小的话,膜量损耗在高温区下降速度非常快,分子量的高低和可靠性和应用特性比较相关,会做比较多的调节。
这是架桥设计。大家非常熟悉的是一个弹簧加一个气缸的模型,当然有很多变种模型,理论基础就是这边再加一个弹簧类似于架桥的模型。溶剂型的胶一般聚合的时候大分子都做完了,架桥一般都是羟基,OCA的架桥更多是靠单体和光研发剂架桥。
OCA要解决的问题是提供更好的显示效果,它的透明性直接决定显示效果。第二是长期的可靠性,手机还是比较温和的使用环境。上午有报告讲到车载,车载是比较苛刻的使用环境,所以材料的耐久性、可靠性要求会比较高。上午有一些技术说到不可被取代,像电子束,我们的倒光靶一般应用于背光模组,但是电子束是在显示屏,它的显示屏叫EPD,EPD上面是倒光靶,再上面是senior,再上面是cover Lens,这个时候倒光靶是直接显示出来的。大家做材料知道PC材料Out getting是非常严重的问题,所以必须考虑到长期适用的气泡去想这个问题怎么设计,包括内聚力、架桥怎么设计,如果架桥比较低出现的主要问题是发泡;架桥比较高的时候出现的主要问题是分层,都会失效,有一个合理的使用范围。
OCA有做热固化和光固化,最早出现OCA的工艺就是热固化,但是它有几个特点,因为涂厚的东西一半是溶剂,但是不是上面是溶剂下面是胶,它是均匀分布的,一般我们烘烤的时候上面的溶剂会先跑掉,底下溶剂往外跑的时候很容易出现气泡问题,并且整个固化过程需要挥发,整个体系是敞开的,就是你的固化过程很容易进入一些异物。光固化主要是封闭体系,涂布过程不仅仅是架桥,其实是丙烯酸酯的聚合反应,这样优势就比较明显,一是光学效果比溶剂型的好很多,不只是无溶剂问题,因为挥发的过程中分子会跑,整个挥发的过程中流屏或涂布紊乱多多少少会出现,所以目前很多都是用UV去实现。UV会考虑各种各样反应曲线,就是分子要怎么成长,质量要怎么控制,架桥度要怎么设计。
我今天讲比较特殊的OCA,比如曲面屏幕。曲面屏幕和平面OCA贴合的时候最大的差异是在拐角位置就是在R角的位置有比较大的应力问题,而且在贴合的时候,你的OCA形变会比较大,这个时候你的应力怎么克服就会有比较多的考虑,当然肯定是要做一些比较高的膜量的东西,膜量做高之后,填补率会下降,这个时候要做一些平衡,而且在这个地方比如冷热冲击的时候就会很容易出现气泡。我们经常说到黏结强度和黏结力的时候,表现出来的都是动态的特征表现,客户贴完之后更多体现的是静态,实际很难测,需要建立一些模型,比如在DMA上模拟一些模型,解决这个问题。OCA 20够了,这个材料可能需要28或者30,有更强的黏性解决这个问题,当然在静态下有足够的抵抗气泡反弹问题。
这是我们目前做的几个产品,在不同温度下,这个设计最大的问题就是高温下怎么保持高黏结力,在黏结领域这是比较难的问题。黏结在高温下分子活动非常快,黏结力下降会很快。去做一般的材料,黏结强度很高,但是对于偏光片黏结强度会非常小,特别是有些偏光片表面做一些High Corder的时候会非常难解决这些问题。
这是膜量的比较,我们有一款大批量量产是T500材料,国内有很多公司都在投OCA的项目,有的公司做了比较长的时间,目前实现量产的只有我们一家。适用范围比较广的是平板、笔记本、手机,那就有明确区分,蓝绿的线是普通OCA,而固取材料会有比较大膜量的提升,包括损耗膜量,它是比较硬的一个材料,但是要维持比较好的设计。我们现在分UV前和UV后,UV前指的是涂布下线的时候,要做比较好的Qlip的特性,但是Qlip特性要做得特别低,防止气泡反弹。
折叠可能是大家最感兴趣的,折叠这个东西是非常难解决的问题。前段时间我的客户来拜访,我拿了华为最新的一款2万多,去掰的话折痕非常明显。另外是ink jek技术,在华为已经量产了。设计理念都是一样的,就是折叠的时候弹性性能要非常好,恢复性能要好,特别恢复的时候恢复也要快,一般我们的胶有一个滞后现象,滞后就不能很靠后,当然气泡分层是最基本的要求。龙华薄膜已经可以做到100万次的折叠,但是胶很难做到,做到20万次也是非常难,整个过程中有模量的损耗,所以这是从结构设计上要克服解决的问题。可以讲一下我们Ink Jek技术怎么解决,可能一层不行我做十层,喷墨一边喷一边固化,目前最大的问题是效率太低了,因为胶和打印机不太一样,还是有些区别,因为要体现胶的特性,墨水还是有些难度。主要在OLED的封装材料有用Ink Jek技术,OCA也在用,最大的问题就是有个反应过程,但是确实能解决OCA制程上的难题。
我们设计Foldable OCA,怎么解决这些问题?需要在零下20度到80度范围内,模量要低,而且要稳定,模量越平越好,模量做低了以后有一个很大的问题就是界面附着力下降。还有一个形变的问题。有几种方式,硅碳键和硅氧键非常容易旋转,所以我们目前在设计上都是通过这样的方式去克服目前带来的一些折叠需要去解决的难题。目前在910产品上解决不了耐疲劳的问题就是20万次的问题。
早上我听到一个报告讲到偏光片去掉的新的显示技术,新的显示技术带来比较多的问题是光的影射问题,因为偏光片会过滤光,偏光片去掉之后必然带来影射问题。目前OCA方面的辅助设计是光散射,就是在OCA技术体现光散射功能,目前我们整个雾度是可以被控制的,但是完全解决涂布的均一性问题。我们目前的体系是无溶剂体系,溶剂型比较容易做薄,但是溶剂挥发的过程不可避免带来迁移的问题,这是比较难解决的。新的技术是通过激光,在里面做很多反射点,可以均匀控制做一些散射点,别的公司有在做,我们在设备商能力还是比较弱的,还做不到。我现在可以做到非常小的亮度损失,可以控制在1.8%或者3.4%,光的影射效果也比较好,但是真正要做到非常好的程度,光的损失就会比较高。
OCA的市场和技术动向。折叠的东西比较难,OCA虽然在做,但是最终的选择方案是Ink Jek来做。E-ink技术还有隔空触控,隔空触控会有灵敏度的问题,一般OCA是4的节点常数,用触控屏用主动笔的时候想触控识别灵敏度比较高,那得把前面的信号和后面的显示信号做比较好的绝缘,但是隔空操作的时候反过来介电常数做得比较高。
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