隨著全球氣候變遷情況加劇，各國已陸續將淨零碳排列為國家主要發展目標，許多政府、國際企業及環境組織等，也正積極推動各產業往淨零排放轉型。無溶劑感壓黏著劑因不含溶劑，能避免因溶劑使用及烘烤過程所產生之碳排放，也能提升量產速度並降低生產成本。對於厚膜塗製的產品，如觸控面板用之OCA，更能避免因溶劑烘除不全而衍生後續性能與可靠度方面的問題。本文將著重於無溶劑壓克力感壓黏著劑技術於OCA應用之介紹，除了解析數篇國際主要供應商專利，文末也會說明工研院材料與化工研究所目前相關技術之發展現況。
【內文精選】
前 言
觸控面板用之OCA分為薄膜(Film Type)和液態(Liquid Type)兩種型式，其成分多屬壓克力系。兩者用途皆為黏著與固定觸控面板與顯示面板，主要目的為讓顯示面板的光源能比較順利穿透玻璃表面，防止光線的損失，以呈現出高輝度的品質。液態OCA因使用時為液態，又稱為OCR(Optical Clear Resin)，多使用在大尺寸面板。OCR使用上厚度控制不易，且存在溢膠問題，需要精確控制點膠圖形，工藝控制要求較高，加上觸控面板仍以小尺寸居多，故薄膜OCA的使用量較多。
Film OCA一般使用壓克力樹脂，係將液態壓克力塗料塗佈於離型膜上製作出雙面可離型、最終使用為無基材之光學膠帶，或是在特殊基材上塗佈成為固態光學膠。由於壓克力光學膠具有高穿透度、低霧度、高黏著力、不黃變、耐水性、耐高溫、抗紫外線及多種介電常數等優點，當使用於顯示器和其他透明光學元件貼合時，其亮度、整體發光效率、對比度及提升觸控響應等方面，明顯優於其他材料，是目前顯示器最佳之光學膠膜材料，因而廣泛應用於各類顯示器終端產品中。
光學膠膜於TFT-LCD的結構中一般僅包含一層OCA；而觸控顯示器，尤其是OLED摺疊顯示器需要用到兩層或兩層以上的OCA。隨著觸控面板與OLED摺疊顯示器市場規模的擴大，光學膠膜的需求量將提升。根據中金企信統計資料顯示(圖二)，2019年全球光學膠市場規模約為16.5億美元，2020年將達到19億美元，2016~2020年均複合增長率為14.46%。
圖二、2016~2020年全球OCA光學膠市場規模現況分析
無溶劑型感壓黏著劑相關專利解析
2. Mitsubishi
為了能夠在合成樹脂板與玻璃板等不同種類的材料間不留氣泡地進行貼合，Mitsubishi Plastics於US 20090022967A1專利提出一雙面黏合片。該雙面黏合片為一多層結構，如圖四，中間基材為PET，PET上下表面皆有黏著層，黏著層3與PET間有一層無機氧化物層。黏著層3為UV固化型黏著劑，用來和玻璃貼合；黏著層4為熱固型黏著劑，和PC板貼合。
圖四、US 20090022967A1結構與貼合示意圖
其中，該無溶劑UV固化型黏著層3，包含了壓克力樹脂、光起始劑以及1,9-Nonanediol Diacrylate，而該壓克力樹脂係由n-Butyl Acrylate、2-Ethylhexyl Acrylate、Acrylic Acid以及AIBN熱起始劑等，於乙酸乙脂溶劑環境下進行聚合，然後才將溶劑脫除而得，並非合成過程即為無溶劑環境。
Mitsubishi Chemical在TW 201930372A提出一無溶劑型壓克力黏著劑之樹脂組成物及製造方法。該黏著劑經加熱所導致的黏度上升小，熱穩定性優異，可進行厚膜塗製。同時，該無溶劑黏著劑具有良好之高低差追隨性(對貼附表面)、耐腐蝕性以及耐濕熱霧度性。
該無溶劑型樹脂組成物含有壓克力樹脂A，該丙烯酸系樹脂含有5~60重量%來自含羥基之單體a1之結構部位，且樹脂組成物中之酸價為0.001~0.3 mgKOH/g。同時，該丙烯酸系樹脂組成物含單碳二亞胺系化合物B，可幫助提升熱穩定性。將A和B予以混合即得無溶劑型壓克力系樹脂。
無溶劑型感壓黏著劑相關專利解析
工研院材料與化工研究所因應減碳政策之需求，開發了無溶劑壓克力感壓黏著劑技術，壓克力樹脂於合成階段即在無溶劑環境下以自由基聚合方式進行，無須進行溶劑之移除。
針對面板組件間折射率匹配之需求，材化所也開發了高折射率光學感壓膠技術，係以無溶劑壓克力樹脂搭配高折射率有機單體或高折射率無機粒子來提升感壓膠材料之折射率---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》428期，更多資料請見下方附檔。