聚碳酸酯(PC)车载显示盖板在生产过程中会遇到一些不良。今天我们就来聊一聊其中的一个很困扰生产的常见难题——彩虹纹与其解决方案。

什么是彩虹纹?

彩虹纹,也可称之为应力纹。
           浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题透明PC注塑后盖上的彩虹纹

当偏振光通过透明样件(比如说PC显示面板)时,样件应力使得其发生双折射效应,我们通过一个偏振片去观察就会发现样件上存在五彩斑斓的彩虹纹。
           浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题
这里,样件发生双折射效应,出现彩虹纹,有三个要点:1.样件本身存在应力;2.偏振光源;3.通过偏振片观看
透明PC显示面板在注塑射出和冷却过程中,由于射出压力不均匀,冷却收缩等因素,PC材料本身便会产生较为严重的内应力。这里,我们便可以利用双折射效应观察样件的彩虹纹,从而了解到样件的内应力分布。比如说,内应力越是集中的地方,彩虹纹越是密集。
当然,PC件等透明产品在受到外力作用时,也会产生应力,这个属于外应力。也可以通过双折射观察到。

彩虹纹的影响

彩虹纹的出现对于产品本身来讲,是一个不利因素,会造成产品存在肉眼无法明显分辨的不良:

1彩虹纹导致后续工序不良

彩虹纹的出现,代表其存在内应力,当较为严重时,会造成后续工序不良。

           浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题图为喷漆制程后出现开裂不良
PC透明件在注塑后,内部有应力残留且应力集中度较高的部位,会降低其机械强度。此时PC样品在与某些溶剂接触后,会破坏样品内部的内应力平衡,易产生应力开裂及翘曲变形的问题。这一现象可称为PC在溶剂诱导下的应力开裂问题。由于PC的耐化学性较差,很多常见溶剂都会造成这一问题,因此,内应力问题严重的PC面板会在后续的喷涂、贴合时出现开裂问题。

2彩虹纹造成显示失真

对于显示面板来讲,通过背光模组发出的光本身便是一种偏振光,这时,如果我们在戴有偏光功能的太阳镜看向车前方的显示屏,显示面板上的内应力便会使其呈现彩虹纹,从而导致显示面板失真或者无法显示,影响视觉效果。

彩虹纹改善方案

彩虹纹的改善可以通过两个方面,一是改善面板生产过程以减少制品内应力,二是通过消除偏振光源。

1减少面板内应力

接触彩虹纹的根本在于降低产品内应力,整体来看,可以通过注塑工艺以及产品结构的改善来实现。

  • 通过调整进胶口以及模具结构设计,使塑胶熔体以更合理的方案流入,从而减少制品内应力;

  • 注塑工艺改善:通过调整注塑温度、螺杆转速、射出速度及分段保压等,方式尽量降低制品在注塑过程中产生的内应力。

  • 退火处理进一步改善彩虹纹;

  • 模具合理的水路分布以消除表面温差造成的彩色区域;

  • 对薄壁产品来说,注塑压缩工艺可以有效地改善彩虹纹状态,而针对大尺寸车载显示面板来说,还可以结合双色注塑进一步改善。

         浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题
图 压缩注塑加工改善彩虹纹
     浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题
图片来自科思创Covestro的关于彩虹纹研究   

2消除偏振光源

消除偏振光源,可以在整个显示屏组件中加入位相差膜。
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东洋纺也专门研发了这种效果的薄膜COSMOSHINE SRF® (Super Retardation Film)。
        浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题来源东洋纺官网

原文始发于微信公众号(艾邦加工展):浅析车载显示塑胶盖板生产中的彩虹纹问题

作者 li, meiyong