QWERTY – Optical Bonding

In den letzten Jahren beobachten wir auf dem Markt eine Bedarfssteigerung auf starre Frontscheiben aus Glas oder Kunststoff. Die Firma QWERTY entschied sich, ihre früheren Erfahrungen aus dem Bereich Laminierung verschiedener Flächen (flexibel-flexibel, flexibel-starr) zu nutzen und in die Herstellung neuer Technologie im Laminierungsbereich der starren Materialien – Optical Bonding genannt – einzuführen.  

Bonding bezeichnet den Verbindungsprozess des Displays (LCM) mit dem Touchscreen und der Glas- oder Kunststoffscheibe.  

Man unterscheidet etliche Bonding-Methoden:  

Zwei Grundtechniken der Displayverbindung sind das Air Gap und das Optical Bonding  

3D-Darstellung der Verbindungstechnik der Displays Air Gap und Optical Bonding. 

Air Gap bezeichnet die Standardverklebungstechnik der Displays. Es beruht auf dem Einsetzen von beidseitig klebenden Folienrahmen um das Display herum, um es mit der Frontscheibe zu verbinden. Das ist eine preisgünstige und allgemein eingesetzte Technologie der Displayverbindung. Der Austausch von Display oder Glasscheibe ist einfach und man braucht keine speziellen Geräte dafür. Die Luftschicht kann aber die Displayklarheit beeinflussen, insbesondere im hellen Licht, weil man mit einer zusätzlichen Lichtbrechung zu tun hat. Displays mit Luftschichten sind gegen mechanische Beschädigungen und Feuchtigkeit nicht besonders resistent. Aus diesem Grund stellen sie keine idealen Lösungen für den Einsatz im Außenbereich oder unter schweren Witterungsbedingungen dar.  

Optical Bonding bezeichnet die Verbindung des Displays mit dem Touchscreen / Frontscheibe mit einem optisch reinen Kleber in fester Form (solid) oder in flüssiger Form (liquid) auf der ganzen Displayoberfläche. Das Verfahren beruht auf dem Auftragen von Klebstoff auf die Displayoberfläche und anschließender Verbindung des Displays mit dem Touchscreen / Frontscheibe. Diese Lösung ist zeitaufwendig und man braucht dazu Spezialgeräte. Man bekommt dabei aber bessere optische Parameter (weniger Lichtbrechung, besserer Kontrast), bessere Resistenz gegen Umweltfaktoren (Staub, Feuchtigkeitskondensation) und gegen  mechanische Beschädigungen. 

Darstellung des Optical Bonding und Bonding mit dem Airbag des 5.7’ Displays mit der Anti-Glare-Glasscheibe mit urheberrechtlichem digitalem Glasaufdruck. 

Materialvergleich beim Optical Bonding 

Man unterscheidet zwischen zwei optisch reinen Grundklebern beim Optical Binding: 

• Feste (solid) 
  • OCA (Optical Clear Adhesive) 
  • SOCA (Silicone Optical Clear Adhesive) 
  • SCA (Solid Clear Adhesive) 

• Flüssig (Liquid) 
  • LOCA (Liquid Optical Clear Adhesive)

Parametervergleich der optisch reinen Kleber: 

OCA – optisch transparenter Acrylkleber – zeichnet sich durch Transparenz und Lichtdurchlässigkeit von über 90 %, gute Haftfestigkeit, Aushärtung bei Raum- oder erhöhten Temperaturen und geringe Schrumpfung aus. Gelbfärbung unter Einfluss von UV-Faktoren.  

SOCA – optisch transparenter Silikonkleber – zeichnet sich durch Transparenz und Lichtdurchlässigkeit von über 90 %, schwache Haftfestigkeit, Aushärtung bei Raumtemperatur aus. Sensibel in der mechanischen Bearbeitung. Hohe Resistenz gegen Gelbfärbung. Weist hervorragende Vibrations- und Stoßdämpfungseigenschaften auf.  

SCA – fester transparenter Kleber – kommt in der ursprünglichen Form in halbdurchsichtigen Blättern mit minimaler Adhäsion vor. Einfaches Auftragen auf das Display. Bei hoher Temperatur und hohem Druck ändert der Klebstoff seine Viskosität und löst sich auf dem Display ohne die Luftblasen auf. Diese Technologie erfordert den Einsatz von Spezialgeräten.  

Je nach Herstellerempfehlung der oben genannten optisch reinen Kleber besteht oder auch nicht die Notwendigkeit, den Kleber mit den UV-Strahlen zu härten. 

LOCA – flüssiger, optisch transparenter Kleber (bekannt auch als OCR – optisch transparente Harze) – kommt in flüssiger Form mit unterschiedlicher Viskosität vor, je nach Abmessungen der laminierten Fläche. Zeichnet sich durch Transparenz und Lichtdurchlässigkeit von über 98 %, gute Haftfestigkeit, Aushärtung bei Raumtemperatur und größere Schrumpfung aus. Das Verfahren ist kompliziert und erfordert präziser Dosierung. Schwer die Ausbreitung zu kontrollieren. Es besteht das Risiko, dass bei der Dosierung, Nivellierung und Laminierung Luftblasen entstehen. Mögliche Vor- und Endhärtung durch UV-Strahlung erhöht die Herstellungskosten.  

Zusammenfassung  

Basierend auf der bisherigen Erfahrung im Bereich Laminierung von flexiblen Flächen führte die Firma QWERTY eine Reihe von Prüfungen durch und passte ihre Technologie an den wachsenden Marktbedarf auf optisch reine laminierte Festflächen an. Prüfungen der R&D Abteilung erweiterten das Wissen über den vollen Bereich der verfügbaren Techniken, Materialien, Maschinen und Verfahren beim Optical Bonding. Als Experte im Bereich des Optical Bondings sind wir bereit, entsprechende kundenspezifische Lösungen einzusetzen. Wir bieten Beratung im Bereich der Displayauswahl angesichts der Parameter und Wahl der bestmöglichen Bonding-Methoden an. Unsere Tätigkeit zeichnet sich durch große Flexibilität aus. Wir können sowohl mit den Materialien des Kunden als auch eigenen arbeiten, die wir von vertrauenswürdigen Lieferanten beziehen. Unsere Produkte verfügen über AG- (Anti-Glare), AF- (Anti-Finger) und AR- (Antireflex) Veredelung von Acryl- und Glasoberflächen. Außerdem macht die langjährige Erfahrung im Digital- und Siebdruck sowie Plottern und CNC-Maschinen die Firma QWERTY zum Experten für den Prozess der Integration von Displays und Sensoren mit Touchscreens/Frontscheiben. 

Kamil Kwiatek R&D