Neueste Optical-Bonding-Technologie für 3D- und 2,5D-Displays im FahrzeugD

Gebogene Formen und andere designorientierte Displays im Fahrzeug

Automobilhersteller und Zulieferer haben begonnen, die Funktionalität von Fahrzeugdisplays zu verbessern, um das Fahrerlebnis zu verbessern. Obwohl die meisten herkömmlichen Displays flach und rechteckig sind, gibt es in letzter Zeit zunehmende Entwicklungen gebogener oder frei geformter Displays, die sich der Form des Innenraums anpassen. Die Entwicklung dieser neuen Displays erfordert neue optische Verbindungstechnologien, d. h. das Laminieren von Display und Abdeckmaterial.

Unter „optischer Laminierung“ versteht man das Verkleben eines Anzeigemoduls, beispielsweise eines LCD-Panels, mit der Abdeckung (obere Platte), die es mit einem optisch transparenten Material bedeckt.

Glas oder Acrylpolymere werden üblicherweise als Decksubstrate verwendet. Luftspalte zwischen Display und Deckglas können jedoch aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes zu unscharfen Bildern und reduzierter Helligkeit führen. Daher werden OCAs (Optically Clear Adhesives) und LOCAs (Liquid Optically Clear Adhesives) verwendet, um Luftspalte zwischen Display und Decksubstrat zu füllen. Der optisch klare Klebstoff verbindet die Substrate und minimiert gleichzeitig die Reflexion von Außenlicht und die Streuung des Bildlichts im Inneren des Panels. Solche hochtransparenten Klebstoffe werden auch häufig in Smartphones verwendet.

Verkleben gekrümmter Oberflächen mit LOCA

OCA und LOCA entsprechen dem Brechungsindex der oberen Platte und verbessern dadurch nicht nur die Sichtbarkeit des Bildschirms, sondern verhindern auch, dass Glas- oder Acrylsplitter im Falle eines Autounfalls herumfliegen, und tragen so zur Sicherheit der Passagiere bei. Darüber hinaus verbessert Optical Bonding die Staub- und Feuchtigkeitsbeständigkeit von Displays und ist somit ein wesentlicher Bestandteil der von vielen Automobilherstellern entwickelten Anzeigesysteme.

Die immer beliebter werdenden Freiform- und gebogenen Displays in Fahrzeugen eignen sich jedoch weniger gut für die Anwendung von OCA. Da es sich bei OCA um eine Flachfolie handelt, wird sie hauptsächlich zum Verkleben flacher Substrate verwendet und eignet sich nicht für unebene Oberflächen mit Tinten unterschiedlicher Dicke oder gekrümmte Oberflächen.

Im Gegensatz dazu können LOCAs als flüssige Polymere alle Lücken zwischen den Klebeflächen füllen. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, wird das LOCA zwischen der gewölbten Abdeckscheibe und dem Display eingefüllt und schrittweise mit UV-Licht ausgehärtet, um eine perfekte Verbindung zu erzeugen. Somit eignen sich LOCAs für die Verklebung von gewölbten 2,5D- und 3D-Displays.

Optisch elastische Harze (SVR) Serie

Dexerials war das erste Unternehmen in der Branche, das 2007 ein Acryl-LOCA entwickelte, das wir "SVR" nannten, ein optisch elastisches Harz, das in vielen Smartphone-Displays verwendet wird. Im Jahr 2013 wurde "Hybrid SVR" als Polymer kommerzialisiert, das auf die Rückseite der Abdeckscheibe aufgebracht und mit UV-Licht ausgehärtet wurde. Hybrid-SVR wurde bei Optical-Bonding-Anwendungen immer beliebter, da es eine verbesserte optische Leistung und Vorteile von SVR bzw. OCA bietet.

Die folgende Tabelle zeigt die Eigenschaften von SVR und Hybrid SVR von Dexerials. Die beiden auf der rechten Seite der Vergleichstabelle sind das silikonbasierte LOCA und das acrylbasierte OCA unseres anderen Unternehmens. Je mehr „★“ vorhanden sind, desto besser ist das Produkt.

Bisher wurden Silikon-LOCAs vorwiegend für die optische Verklebung von Automobildisplays verwendet. Aufgrund des großen Unterschieds zwischen ihrem Brechungsindex und dem Brechungsindex von Glas- oder Polycarbonatsubstraten lösen Silikon-LOCAs das Problem unscharfer und doppelter Bilder jedoch nicht vollständig. Darüber hinaus haften Silikon-LOCAs schwächer als OCAs. Im Gegensatz dazu entspricht der Brechungsindex von Acryl-SVRs und Hybrid-SVRs nahezu dem von Glas und Polycarbonat, was die optischen Eigenschaften des Harzes deutlich verbessert. Darüber hinaus haben die Acryl-SVRs und Hybrid-SVRs von Dexerials eine höhere Haftfestigkeit, die nur von OCAs übertroffen wird.

Die Serie „SVR“ ist auf Acrylbasis und hochtemperaturbeständig

Die folgende Abbildung zeigt einen Querschnitt von 2,5D- und 3D-Displays. Sie zeigt drei Kombinationen aus unterschiedlichen Substraten und Displaytypen mit entweder SVR oder Hybrid-SVR als Bindeharz. Es wird erwartet, dass sich der Displaytyp mit gekrümmtem Substrat und Modul (Kombination ganz rechts) durchsetzen wird, da Freiform-Displays auf dem Markt weiter wachsen. Hybrid-SVRs mit zweistufiger UV-Härtung eignen sich für Anwendungen mit gekrümmten Displays.

Bisher wurden Silikon-LOCAs aufgrund der höheren Temperaturbeständigkeit von Silikonklebstoffen üblicherweise für die optische Laminierung von Autodisplays verwendet. Die von Dexerials entwickelten SVRs und Hybrid-SVRs zeigten jedoch nach Haltbarkeitstests bei 95 °C über 1.000 Stunden keine Qualitätseinbußen und eignen sich uneingeschränkt als Klebematerialien für Fahrzeugdisplays. Dexerials wird die Entwicklung von SVRs und Hybrid-SVRs, die eine verbesserte optische Leistung, größere Designflexibilität und verbesserte Haftung bieten, weiter vorantreiben.