鄭昭德 / 工研院材化所
傳統光學膠的黏著力多注重強力黏合，使兩片面板緊密貼合，但現今環保法規日趨嚴格以及面板業者期望便利且快速地回收製程不良品，光學膠的材料開發已轉朝可調控黏著力的方向發展。本文解析觸控面板廠在光學膠的貼合重工製程所採用的解黏技術與專利記載的解黏技術，包含機械剖切光學膠、低溫冷凍解黏技術和形變解黏技術，並說明工研院材料與化工研究所在冷凍解黏技術的開發現況。
【內文精選】
光學膠的解黏技術解析
1. 機械剖切光學膠技術
觸控面板廠用光學膠貼合兩片面板所產生的不良品，在早期多採用此製程重工，它的操作步驟是將貼合不良的面板置於切割機的平台上，再於室溫用高強度的尼龍線或細鋼絲切入兩片面板之間的光學膠，將光學膠剖開成兩半，兩半各自黏附在兩片面板，然後分開兩面板，再用解黏劑和溶劑與人工慢慢地清除留在面板上的光學膠，經品管檢驗確認面板已經清潔無殘膠且無損傷，再送回貼合製程進行第二次貼合操作。因為光學膠是化學交聯的結構，不溶於任何解黏劑或溶劑，因此清除留在面板上的殘膠是一相當耗時與不環保的工作，而且偏光片在光學膠剖切與除去殘膠的程序很容易損傷，造成面板回用率下降，所以此種重工製程經常被詬病。
2. 低溫冷凍解黏技術
低溫冷凍解黏技術的原理是將兩片被光學膠黏著的面板置入低溫環境，例如冷凍庫，使光學膠的溫度降至它的玻璃轉移溫度(Glass Transition Temperature)以下，在光學膠降溫過程中，它的黏著力跟隨降低，並且黏膠特性逐漸下降，同時類玻璃特性(類似玻璃的特性)逐漸增加，當光學膠的溫度下降達到或超過它的玻璃轉移溫度時，光學膠的類玻璃特性會完全取代黏膠特性，此時光學膠的黏著力幾乎失效，並且轉變為硬且脆的固體，因此可輕易地剝開被光學膠黏合的兩片面板，但光學膠也很容易碎裂留在兩片面板；再將兩片被剝開的面板移出低溫環境，光學膠快速回溫使它的特性自發性地快速逆轉，光學膠的黏著力因而又再恢復。
3. 形變解黏技術
3M的光學膠形變解黏技術專利CN101959987 B和US 9587146 B2的聲明如下：「一種用於可移除黏合組件的方法，其包括：提供第一基材；將可拉伸剝離壓敏黏合劑膜設置在所述基材至少一部分的表面上，其中所述可拉伸剝離壓敏黏合劑膜包括：有機矽壓敏黏合劑組合物；和黏性突塊；以及使第二基材與所述可拉伸剝離壓敏黏合劑接觸，使得所述第二基材通過所述可拉伸剝離壓敏黏合劑黏合至所述第一基材，並且所述黏性突塊可供使用者抓握。
以專利CN 101959987 B和US 9587146B2的實施例詳細說明聲明內容如下。黏合劑膜製備和拉伸剝離測試：將壓敏黏合劑組成塗佈在離型PET (Loparex 5100 PET)，再乾燥以獲得厚度為178 μm的壓敏黏合劑膜，接著將壓敏黏合劑膜貼合在厚度為6.4mm的第一玻璃板，並且保留約6.4 mm的突塊掛在第一玻璃板邊緣以形成黏性突塊，然後撕去離型PET使壓敏黏合劑膜的表面裸露，再將裸露的壓敏黏合劑膜表面貼合在第二玻璃板，以做成含有黏性突塊的試片，試片結構為第一玻璃板/壓敏黏合劑膜/第二玻璃板(圖七)。拉伸剝離測試時握住黏性突塊，以大約平行玻璃板表面的方向下拉黏性突塊，使兩片玻璃板解黏，分開兩片玻璃板與移除壓敏黏合劑膜後檢視兩片玻璃板的殘膠狀況，結果兩片玻璃板都沒有壓敏黏合劑膜的殘膠。
圖七、含有黏性突塊的試片結構
工研院冷凍解黏技術開發現況
工研院材料與化工研究所先前已研發液態光學膠(LOCA)和捲材式光學膠(OCA)，並技術轉移給廠商，2021年又再投入研發可冷凍解黏的捲材式光學膠，目前已送樣給國內面板廠測試，並且也和國內膠材廠洽談技轉事宜。材化所研發的可冷凍解黏光學膠的特色是冷凍後，光學膠對顯示面板之偏光片的黏著力、對觸控面板之ITO電極的黏著力與對玻璃蓋板的黏著力都同時下降，但對顯示面板之偏光片的黏著力低於對觸控面板之ITO電極的黏著力與對玻璃蓋板的黏著力，因此可輕易剝開被黏著的兩片面板，而且光學膠不會留在顯示面板的偏光片，而是只留在觸控面板或玻璃蓋板(圖八)，所以偏光片不易在重工製程損傷，也不須複雜的除膠作業即可回收顯示面板 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖八、工研院材化所研發的可冷凍解黏捲材式光學膠。冷凍解黏後，光學膠不會在偏光片留下殘膠
★本文節錄自《工業材料雜誌》436期，更多資料請見下方附檔。