Los dispositivos exteriores comunes en la vida diaria incluyen: estaciones de carga, equipos industriales, señalización digital, máquinas expendedoras, casilleros para paquetes, pantallas de paradas de autobús, pantallas en vehículos, etc. Los módulos de pantalla LCD utilizados en aplicaciones exteriores tienen requisitos diferentes en comparación con las pantallas de consumo debido a sus entornos operativos, como alto brillo, resistencia a los rayos UV, impermeabilización, funcionalidad anti-mal contacto, propiedades antirreflejos y alta confiabilidad. Entre ellos, la "resistencia a los rayos UV" a menudo no se comprende bien. Este artículo se centra en compartir soluciones comunes para proteger los módulos de pantalla LCD para exteriores contra la radiación UV.

Antes de analizar soluciones para la resistencia a los rayos UV, primero proporcionemos una breve introducción a la luz ultravioleta.

La luz se clasifica en diferentes tipos según su rango de longitud de onda. Por ejemplo: la luz visible oscila entre 370 y 380 nm; la luz ultravioleta (UV) oscila entre 100 y 400 nm; la luz con longitudes de onda inferiores a 100 nm se conoce como rayos X; y la luz por encima de 780 nm se denomina radiación infrarroja.

Dentro del espectro ultravioleta, la luz ultravioleta se divide a su vez en tres categorías según la longitud de onda:

● Ultravioleta de onda larga (UV-A): 315–400 nm  

● Ultravioleta de onda media (UV-B): 280–315 nm  

● Ultravioleta de onda corta (UV-C): 100–280 nm  

Entre estos tres tipos de radiación UV, el nivel de energía aumenta en el siguiente orden: UV-C < UV-B < UV-A. Sin embargo, en términos de su abundancia relativa en la luz solar natural, la clasificación es: UV-A (representan más del 95%) > UV-B (menos del 5%) > UV-C (casi inexistente en el entorno natural ya que es absorbido por la capa de ozono). Por lo tanto, cuando se hace referencia a la resistencia a los rayos UV en los módulos de pantalla LCD, generalmente se refiere a protección contra la radiación UV-A de onda larga.

1. El adhesivo óptico OCA resistente a los rayos UV, también conocido como "UV-CUT OCA", es esencialmente un componente estándar en los módulos de pantalla LCD y actualmente es la solución más utilizada para proteger contra la radiación UV. Cabe señalar específicamente que la OCA resistente a los rayos UV suele ser del tipo OCA que no cura con los rayos UV, también conocida como OCA autocurable. Además de su uso generalizado en módulos de pantalla LCD para exteriores, el OCA resistente a los rayos UV también se aplica comúnmente en módulos EPD (pantalla de papel electrónico) con iluminación frontal, módulos de pantalla que requieren capacidades de bloqueo de rayos UV y módulos de pantalla con formas curvas o irregulares (no estándar).

① Mecanismo de OCA resistente a los rayos UV:  

El adhesivo óptico OCA común (sin capacidad de bloqueo de rayos UV) se compone principalmente de resinas base, agentes reticulantes, iniciadores, agentes de acoplamiento y aditivos funcionales. Por el contrario, UV-CUT OCA contiene, además de estos componentes, un "aditivo resistente a los rayos UV" especial. Este aditivo es el ingrediente clave que permite que la OCA resista la radiación UV. Funciona **absorbiendo** luz ultravioleta de alta energía y convirtiéndola en energía térmica inofensiva, evitando así que la luz ultravioleta dañe el módulo de pantalla LCD.

② Capacidad de bloqueo de rayos UV del OCA resistente a rayos UV:  

En las especificaciones de producto para OCA resistente a los rayos UV, los fabricantes suelen proporcionar datos para el rango de longitud de onda UV de 340 nm a 380 nm, siendo la transmitancia de la luz UV por debajo de 340 nm casi el 0%. Por supuesto, si existen requisitos específicos de bloqueo de rayos UV para ciertos rangos de longitud de onda, la transmitancia se puede probar en consecuencia en diferentes bandas.

Generalmente, el rendimiento de bloqueo de los rayos UV del OCA resistente a los rayos UV se expresa de dos maneras:

●Transmitancia UV (340–380 nm) < 1%: cuanto menor es la transmitancia, menor es la proporción de luz UV que pasa a través de la pila OCA + cubreobjetos (CG), lo que indica un mayor rendimiento de bloqueo de los rayos UV.

●Tasa de absorción/bloqueo de UV (340–380 nm) > 97–99 %: cuanto mayor sea la tasa de bloqueo, más eficaz será el OCA para prevenir la penetración de la luz UV.

2. Tinta resistente a los rayos UV:  

El uso de tinta resistente a los rayos UV en módulos de visualización LCD para exteriores no es obligatorio. Para evitar costos innecesarios, la selección debe realizarse de manera flexible en función de los requisitos específicos del producto. Los productos para exteriores suelen estar expuestos a entornos más hostiles en comparación con los productos de consumo, como la exposición prolongada a la luz solar y la lluvia, o el funcionamiento en entornos levemente corrosivos. Por lo tanto, al seleccionar la tinta para el cubreobjetos (CG), debe cumplir estrictas pruebas de confiabilidad, incluida la resistencia a la niebla salina, el sudor artificial y los reactivos químicos.

① Condiciones para seleccionar tinta resistente a los rayos UV:

● El cliente tiene requisitos de prueba de resistencia a los rayos UV específicos para la cubierta CG individual.

● El cliente requiere una apariencia uniforme "completamente negra" para el módulo de pantalla LCD.

● La tinta del cubreobjetos se vuelve amarillenta o presenta variaciones de color notables e irregularidades después de la exposición a los rayos UV, especialmente en casos como placas de cobertura blancas.

② Mecanismo de tinta resistente a los rayos UV:  

La tinta convencional se compone principalmente de pigmentos, aglutinantes (sistemas de resina) y aditivos funcionales (como agentes de curado, diluyentes, antiespumantes y agentes niveladores).

●Pigmentos: proporcionan el color de la tinta y determinan principalmente la apariencia de la placa de cubierta; por ejemplo, negro de carbón para cubiertas negras y dióxido de titanio (TiO₂) para cubiertas blancas. Los pigmentos tienen estructuras cristalinas muy estables que reflejan o absorben eficazmente la luz ultravioleta, lo que los hace resistentes a la degradación y, por tanto, muy resistentes a la luz.

●Aglutinantes: forman el "esqueleto" de la tinta y actúan como portadores de los pigmentos. Después del curado, el aglutinante forma una capa de película protectora que encapsula y protege los pigmentos. Los aglutinantes comúnmente utilizados incluyen resinas a base de epoxi y poliéster.

●Aditivos funcionales: son modificadores del rendimiento que se utilizan en pequeñas cantidades pero que desempeñan un papel fundamental, como agentes de curado (para promover la reticulación), diluyentes (para ajustar la viscosidad), antiespumantes (para eliminar burbujas) y agentes niveladores (para garantizar un acabado superficial suave).

En las tintas resistentes a los rayos UV, además de los componentes mencionados anteriormente, se agrega un "estabilizador de luz". Este estabilizador de luz es el ingrediente funcional clave de la tinta resistente a los rayos UV. Absorbe preferencialmente y con fuerza la radiación UV de alta energía y la convierte en energía térmica inofensiva, que luego se disipa en forma de calor. De esta manera, el aglutinante y los pigmentos quedan protegidos de la degradación directa por rayos UV.

3. Polarizador resistente a los rayos UV:  

Los polarizadores pueden diseñarse con resistencia a los rayos UV y, por lo tanto, se clasifican en tipos resistentes a los rayos UV y tipos no resistentes a los rayos UV.  

El polarizador resistente a los rayos UV incorpora un "absorbente de rayos UV" en su capa de TAC (triacetilcelulosa), mientras que el tipo no resistente a los rayos UV no contiene dicho aditivo. Por lo tanto, durante la selección del polarizador, es esencial confirmar con el fabricante del polarizador si el producto tiene capacidad de bloquear los rayos UV.

Además, en la estructura en capas de un polarizador, se utilizan cuatro materiales comunes para proteger la capa central de PVA (alcohol polivinílico): TAC, PMMA, COP y PET. Entre estos materiales, el COP tiene las características de absorción de rayos UV más pobres, seguido del PET. PMMA y TAC ofrecen una protección UV relativamente mejor. Actualmente, el PMMA tiene un costo menor y una baja absorción de humedad, lo que lo hace principalmente adecuado para aplicaciones de TV de gran tamaño. Sin embargo, para módulos de visualización de tamaño pequeño y mediano con mayores requisitos de confiabilidad, TAC sigue siendo la opción dominante.

4. Cubierta de vidrio resistente a los rayos UV:  

Las cubiertas de vidrio resistentes a los rayos UV se utilizan ampliamente en aplicaciones como techos solares, parabrisas y ventanas laterales de automóviles. Sin embargo, su uso en pantallas exteriores y en pantallas de electrónica de consumo sigue siendo relativamente limitado. Actualmente, algunos productos están comenzando a adoptar tecnologías y materiales del sector automotriz para su uso en aplicaciones de exhibición para exteriores y de consumo.

El vidrio resistente a los rayos UV generalmente se fabrica agregando aditivos especiales, como óxido de cerio, óxido de titanio y óxido de hierro, al material de vidrio base. Estos óxidos metálicos poseen fuertes capacidades de absorción de luz ultravioleta. Sin embargo, pueden afectar la transmitancia de la luz visible y el tono del color del vidrio.

En general, la transmitancia de luz visible del vidrio resistente a los rayos UV es aproximadamente la mitad que la de una cubierta de vidrio estándar. La transmitancia de rayos UV varía según el grosor del vidrio: cuanto más grueso es el vidrio, menor es la transmitancia de rayos UV, lo que resulta en un mejor rendimiento de bloqueo de rayos UV; por el contrario, el vidrio más delgado proporciona una protección UV más débil.

Si desea que el módulo de pantalla LCD de laminación completa logre una apariencia negra uniforme ("negro de una sola pieza") y al mismo tiempo proporcione resistencia a los rayos UV, entonces una cubierta de vidrio resistente a los rayos UV es una buena opción. Una nota adicional: las cubiertas de vidrio resistentes a los rayos UV generalmente requieren personalización previa consulta con el proveedor del material de vidrio en bruto, lo que generalmente resulta en costos más altos.