OCA是英文 Optical Clear Adhesive 的縮寫,為光學級透明膠粘劑,由于其在光學性能和結構性能上的優良特性,成為業界公認的"無缺陷膠粘材料"。
OCA光學膠是重要觸摸屏的原材料之一。是將光學亞克力膠做成無基材,然后在上下底層,再各貼合一層離型薄膜,是一種無基體材料的雙面貼合膠帶。
OCA膠膜
OCA光學膠在電子行業的應用,較早為大家所熟知的,是以膠水的形態出現在液晶顯示器件的偏光片應用上。
當時,行業為了解決高分辨率點陣STN-LCD和TFT-LCD顯示器圖形畸變及彩色顯示光學干擾問題,開發出了具備各向同性的壓敏膠水預涂在偏光片上,以避免偏光片和顯示器之間的空氣層所帶來的一系列光學干擾與結構缺陷等問題。
由于光學膠在偏光片上的成功應用,使得不少廠商將這一技術借鑒于觸摸屏層壓貼合上。
這一想法最早是由日東電工提出來的。
為了提高電阻式觸摸屏的書寫次數,對PET基材表面進行了類防眩AG微結構處理。但這種可以改善書寫次數的微結構,很容易在經過ITO鍍膜后失效,并且組成這層微結構的材料成份,也會在ITO鍍膜時影響真空腔里的氣體成份,劣化ITO鍍膜的品質。
為了解決加工工藝矛盾,日東把原來只是在一層PET基材上進行雙面加工的工藝,改成了兩層PET基材單面加工的工藝,把兩層PET基材分別進行表面處理和ITO導電鍍膜后,再用OCA光學膠進行覆合在一起應用在電阻觸摸屏上,消除PET基材的書寫表面處理和ITO導電鍍膜間的工藝矛盾。
后來觸摸屏生產企業借鑒日東的經驗,把OCA光學膠帶應用在了PET鏡片與電阻觸摸屏貼合的純平式電阻觸摸屏上,讓OCA光學膠帶在觸摸屏行業里得到了廣泛應用。
而OCA膠膜能夠作為一個電子材料行業的重要部分,很大程度上歸功于蘋果公司。
2007年,iphone手機的推出,成為觸控行業發展的一個里程碑,蘋果將電容式觸控技術推向了主流。蘋果以觸摸體驗為最直接的手段打開智能手機的市場,并使得觸摸功能成為智能機的必備功能。
OCA光學膠也從智能手機應用開始,一直到后來的平板電腦、觸控一體機、高端顯示器及智能穿戴等智能硬件應用,始終是決定一個產品的光學性能、結構性能的重要因素。
觸摸屏在手機面板中的滲透率統計(Displaysearch)
全球觸摸屏銷售收入增長趨勢
但是OCA光學膠最早屬于定制產品,產品的檢測標準也掌握在制造商手上,因此客戶要對它進行在線檢測、工藝適配和可靠性測試比較困難,很難及時發現OCA光學膠在加工過程中和出貨市場上后的隱性品質缺陷,造成相關企業在選擇OCA光學膠時,只能從品牌知名度上去選擇。
目前國外生產OCA光學膠的企業集中在美國、日本和韓國,其中美國3M生產的OCA光學膠被傳統顯示器廠商占去了產能,日本生產的OCA光學膠除三菱向外供給外,其它廠商的產能一般只夠自己旗下的觸摸屏相關企業使用。
在得不到美國和日本的OCA光學膠產能后,大陸廠商都把目光轉向了同為觸摸顯示生產基地的韓國,尋求韓國相關光學材料企業產能補充替換。
因此在很長的一段時間里國內充斥著大量的日本、韓國OCA膜代理商,產品質量稂莠不齊,魚目混珠情況時有發生。
質量得不到保障還是其次,更嚴重的是產能缺口,廠商待價而沽。最嚴重的產能缺口就發生在2014年,當時眾多的國產手機由于拿不到品質合格的OCA材料而錯失了市場先機。
為此,眾多國內光學膜企、模切廠這幾年加速進入OCA膠膜市場。通過引進日本設備、韓國專家,從2014年起陸續有國產OCA膠膜投入大陸市場。
至2016年已有加韻光學、正賢、佳誠、觸銀、力王,斯迪克,新綸科技,寶力,慧谷,富印等企業投入資金建設OCA光學膠涂布線,目前全國OCA光學膠涂布線數量已經超過20條!
國內某OCA膜企生產線
國產OCA光學膠材料面臨的主要難點有兩個,一個是產能供給,一個是OCA光學膠的材料性能突破。
目前國內OCA膜企數量已經達到兩位數,但普遍產能都在十幾萬至幾十萬平每月,沒有形成品牌效應,缺乏龍頭級企業。
OCA光學膠易模切、好模切則是模切廠商的迫切需求,隨著現在無邊框和曲面屏概念的興起,對模切中的溢膠、縮膠、尺寸變化品控要求將更加嚴苛。
OCA光學膠的環境可靠性能是海外市場客戶最關注的性能之一,OCA光學膠材料應用在這些客戶的產品上,要面臨著海運、陸運、空運等復雜的運輸條件,產品在使用的過程中還要應對極寒、極熱、沙漠或海邊等復雜的氣候環境。
在這些高溫高濕等極端情況下,要求OCA光學膠依然能保持穩定的尺寸、粘結及光學性能。
針對不同模切設備和工廠環境,OCA生產廠家需要匹配OCA光學膠厚度和剝離力的離型膜相關結構設計;解決超薄、超窄邊框等2.5D、3D觸控顯示器件對粘接力、邊緣翹曲變形等難點的粘接特性設計;影響OCA光學膠重工效果和效率的拉伸力參數設計等。
另外還有針對OCA光學膠本身性能改進的參數設計,主要包含分子結構設計(分子量大小及其分布),保證產品的玻璃轉化溫度以足夠維持OCA光學膠加工成型后的形狀穩定;光學參數設計保證產品有較高的透過率和較低的霧度值;材質設計保證產品避免與水反應變質及溫度變化后產生氣泡。
這一切都需要技術的積淀,而這也恰恰是國內OCA膠企業的薄弱位置。
2016年可以說是OCA光學膠行業的關鍵一年,因為OCA光學膠市場的競爭焦點已經從對外轉向了對內,各大國產廠商代表將全力以赴、一爭高下,競爭態勢趨于白熱化。