Rys. 1. Struktura bondingu optycznego
Technologia klejenia optycznego pozwala również na połączenie wyświetlacza z transparentnymi warstwami ochrony elektromagnetycznej lub ze specjalnymi powłokami np. AG (antiglare), AR (anti-reflective), HC (hard coating) i filtrami polaryzacyjnymi (rys. 1).
Duży wpływ na rozwój i wzrost popularności klejenia optycznego ma zastosowanie go w smartfonach, w wyświetlaczach wbudowanych w deski rozdzielcze samochodów (np. elektryczne samochody Tesla).
Bonding optyczny jest również często używany w rozwiązaniach przemysłowych, np. w aplikacjach medycznych, wojskowych czy urządzeniach przemysłowych, w których bardzo ważna jest jakość wykonania, trwałość oraz dobre parametry optyczne.
Rys. 2. Odbicie światła generowanego przez podświetlenie modułu LCD
Proces bondingu optycznego można podzielić na trzy główne etapy:
- Przygotowanie - w zależności od takich parametrów, jak wielkość wyświetlacza, umiejscowienie aplikacji w pomieszczeniu lub na zewnątrz, temperatura pracy i innych, dobierany jest odpowiedni typ kleju. Wyświetlacz i szkło/panel dotykowy muszą zostać oczyszczone.
- Dozowanie kleju - klej musi zostać precyzyjnie zaaplikowany na całą powierzchnię wyświetlacza.
- Spajanie (bonding) i utwardzanie - najważniejszy etap całego procesu - panel dotykowy jest nakładany na moduł LCD, tak by nie było żadnych przerw i pęcherzyków powietrza. Następnie klej jest utwardzany za pomocą światła UV - brak obróbki cieplnej redukuje ryzyko skurczenia się materiału.
Zalety bondingu optycznego
Rys. 3. Refrakcja światła z zewnętrznego źródła
Najważniejsza zaleta to redukcja odbić światła i lepsza jakość wyświetlanego obrazu - w bondingu powietrznym światło z zewnętrznego źródła podczas przenikania przez panel i szczelinę powietrzną pomiędzy wyświetlaczem i szkłem ulega refrakcji, przez co część światła odbija się z powrotem, tworząc odblaski na ekranie.
Ten sam efekt odbywa się w drugą stronę - światło generowane przez podświetlenie modułu LCD przechodzi przez granice ośrodków o różnym współczynniku załamania światła, co powoduje częściowe ugięcie. Efektem jest zmniejszony kontrast i czytelność wyświetlacza. Klej zastosowany w bondingu optycznym zmniejsza efekt refrakcji, gdyż współczynnik załamania światła kleju jest zbliżony do współczynnika szkła.
Rys. 4. Zwiększona wytrzymałość fizyczna
Kolejna zaleta to zwiększona wytrzymałość mechaniczna wyświetlacza - wyeliminowanie szczeliny za pomocą żywicy (kleju) zwiększa jego odporność, co pozwala na zastosowanie gotowego modułu w miejscach publicznych, fabrykach i aplikacjach militarnych. Klejenie optyczne pozwala na spełnienie wymagań normy IK7 - ochrona przed udarami mechanicznymi o energii 2 J.
Istotną korzyścią jest także brak kondensacji wilgoci i zabezpieczenie przed kurzem. Wilgoć i brud mogą wnikać w szczelinę między warstwami monitora, co ma negatywny wpływ na czytelność wyświetlacza. Wypełniona klejem przestrzeń pozwala na uniknięcie tego problemu, obraz jest czytelny w każdym środowisku, np. na zewnątrz, w halach produkcyjnych i magazynach, w szpitalach.
Współpraca z doświadczonym partnerem
Rys. 5. Zabezpieczenie przed kurzem i wilgocią
W zależności od końcowej aplikacji i środowiska, w którym będzie funkcjonowało urządzenie, Unisystem pomaga dobrać odpowiedni rodzaj/mieszankę kleju żywicznego, by przeciwdziałać możliwym efektom negatywnym takim jak:
- efekt mura - naprężanie kleju, które może powodować naprężenia mechaniczne panelu LCD TFT, szczególnie widoczne w przypadku wyświetlania ciemnej treści i przy słabym oświetleniu. Odpowiednio dobrany klej i etapowy proces utwardzania minimalizują koncentrację naprężeń i znacząco zmniejszają szansę występowania efektu mura.
- kurczenie się kleju (rozwarstwienie modułu) - kurczenie się kleju w wysokich temperaturach może powodować rozwarstwienie spoiwa z wierzchnim materiałem, oferowana przez firmę technologia pozwala zwiększyć przyczepność do kleju i materiałów, które są łączone w całym procesie. Przeprowadzony test termiczny pokazał, że przy 85°C efekt nie występuje.
- żółknienie - pod wpływem ekspozycji na środki chemiczne i promieniowanie UV źle dopasowana mieszanka kleju żywicznego może zżółknąć, co negatywnie wpływa na wygląd modułu. Unisystem pomaga w doborze odpowiedniej mieszanki w zależności od wymagań aplikacji, by zapewnić jak najwyższą jakość wykonania i funkcjonowania modułu.
Wysoka jakość wykonywanej usługi i opisane wcześniej zalety pozwalają na wykorzystanie klejenia optycznego w każdej aplikacji, szczególnie gdy środowisko funkcjonowania jest wymagające, np. praca w szerokim zakresie temperatur, bezpośrednie nasłonecznienie. Jest to doskonałe rozwiązanie do wykorzystania w rygorystycznym otoczeniu, szczególnie w projektach medycznych, wojskowych i automatyki produkcyjnej.
Monika Musielak
Unisystem
