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Optical Bonding

Veredelte Displays sind mehr als ein Trend

13. Dezember 2016, 13:02 Uhr | Philipp Meinhardt

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Vorteile und Features

Das optische Bonden schließt die Luftspalte zwischen den einzelnen Komponenten und verbessert die Ablesbarkeit über die Reduktion des einfallenden Lichts an den Oberflächen signifikant. Selbst beim Einsatz im Outdoor-Bereich und bei direkter Sonnen- oder Lichteinstrahlung werden via Bonding durch die verdichtete Masse gute Kontrastverhältnisse und eine hohe Farbbrillanz erreicht. Zusätzlich verbessert Bonding den Schock- und Vibrationsschutz des Panel entscheidend. Das ist einer der Gründe für die anhaltend hohe Nachfrage aus der Industrie. Mobile Bediengeräte, die auch im Außenbereich eingesetzt werden müssen, wie zum Beispiel Defibrillatoren in der Medizin oder portable Messinstrumente, müssen auch bei robustem Umgang und grellsten Lichtverhältnissen einwandfrei funktionieren sowie immer bedien- und ablesbar sein. Über spezielle technische Cover-Gläser wird trotz deren geringer Dicke eine besonders hohe Bruch- und Kratzfestigkeit erzielt.

Als Cover-Glas bezeichnet man grundsätzlich die oberste, transparente Schicht auf dem Display-Touch-Modul. Sie schützt Touch-Panel und TFT vor Vandalismus, Schock und Vibrationen, Flüssigkeiten oder Staub. Für die Cover-Gestaltung selbst stehen verschiedene Materialien zur Verfügung.
Unabhängig davon, ob ein Touchscreen, ein Schutzglas oder beides auf das Display gebondet wird, muss die Wahl des Verfahrens schon zu Beginn der Produktentwicklung getroffen werden. Hierbei kann bei Data Modul auf die jahrelange Expertise von Glasspezialisten im Haus zurückgegriffen werden, die im engen Kontakt mit allen namhaften Glasveredlern stehen.

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Optical Bonding: Vorteile auf einen Blick
Optische Performance, speziell im Außenbereich: Durch Bonding wird die Lichtbrechung reduziert und damit der Kontrast und die optische Brillanz erhöht. Robustheit: Signifikant erhöhte Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen wie Druck, Schlag oder Vibration. Resistenz: Die typischen Sammelstellen für Schmutz und Flüssigkeiten eines Display sind besser geschützt. Touch-Sensitivität: Der eliminierte Luftspalt zwischen Touch und Glas wirkt sich positiv auf die Touch-Erkennung/-funktionalität aus. Die geschaffene statische Verbindung hat zur Folge, dass sich der Controller nicht ständig neu kalibrieren muss. Kondensation: Feuchtigkeit kann nicht eindringen. Das schließt eine Kondensation aus. Sauberkeit: Eine zertifizierte Reinraum-Fertigung unterbindet den Einschluss von Staubpartikeln; dadurch werden optische Störungen verhindert. Wärmemanagement: Optischer Kleber leitet Wärme besser vom Display ab als ein Luftspalt. Zudem kann aufgrund der reduzierten Reflexionen das Display Backlight geschont werden. Das verlängert die Produktlebensdauer erheblich.

Optical Bonding:
Vorteile auf einen Blick

Optische Performance, speziell im Außenbereich: Durch Bonding wird die Lichtbrechung reduziert und damit der Kontrast und die optische Brillanz erhöht.
Robustheit: Signifikant erhöhte Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen wie Druck, Schlag oder Vibration.
Resistenz: Die typischen Sammelstellen für Schmutz und Flüssigkeiten eines Display sind besser geschützt.
Touch-Sensitivität: Der eliminierte Luftspalt zwischen Touch und Glas wirkt sich positiv auf die Touch-Erkennung/-funktionalität aus. Die geschaffene statische Verbindung hat zur Folge, dass sich der Controller nicht ständig neu kalibrieren muss.
Kondensation: Feuchtigkeit kann nicht eindringen. Das schließt eine Kondensation aus.
Sauberkeit: Eine zertifizierte Reinraum-Fertigung unterbindet den Einschluss von Staubpartikeln; dadurch werden optische Störungen verhindert.
Wärmemanagement: Optischer Kleber leitet Wärme besser vom Display ab als ein Luftspalt. Zudem kann aufgrund der reduzierten Reflexionen das Display Backlight geschont werden. Das verlängert die Produktlebensdauer erheblich.

OCA- und LOCA-Bonding: Zwei Themen mit Variationen

Beim LOCA Full Optical Bonding wird im ersten Schritt die zu bondende Komponente mittels eines Damms abgedichtet und anschließend flüssiger Kleber so dosiert, dass sich dieser lückenlos zwischen Glas und Touch-Einheit ausbreiten kann. Die Aushärtung erfolgt im Anschluss in der Regel über UV-Licht. Der Luftspalt zwischen Touch-Einheit und Display wird durch den Kleber vollständig und transparent ausgefüllt. Damit wird die gewünschte Kontrasterhöhung sowie eine bessere Darstellung des Content erzielt. Das Display kann so mit einer niedrigeren Hintergrundhelligkeit betrieben werden, was sich deutlich positiv auf dessen Lebensdauer auswirkt.

Eine andere Variante der Verbindung ist das Air Bonding. Hier wird die Touch-Einheit umlaufend mittels eines Kleberstrangs mit dem Rahmen des Display verklebt. Das doppelseitige Hochleistungsklebeband aus Acrylat ist eigens für die Industrie entwickelt, um Unebenheiten und Temperaturdifferenzen auszugleichen. Dieses Verfahren wird bei kostensensitiven Produkten eingesetzt, da hier kein Ausschuss entsteht, der berücksichtigt werden müsste. Der Luftspalt zwischen Display und Touchscreen bleibt, ruft jedoch Lichtbrechungen hervor und verringert die optische Performance des darunterliegenden Display. Je nach Anwendungsgebiet wird zwischen Full- und Airbonding des Display-Moduls entschieden.

Bei der Folienverklebung mit OCA (Optical Clear Adhesive = transparenter Kleber) wird mit dem vorgefertigten Kleber auf der Touch-Folie gearbeitet, die mittels Rolllamination Touch-Einheit und Gläser verbindet. Die Einheit wird im Anschluss noch in einem Autoklaven unter Druck behandelt, um mögliche Lufteinschlüsse zu eliminieren. Dieses Verfahren eignet sich in der Regel nur für die Verbindung von Folien-Touch-Einheiten auf Frontgläser und setzt eine Klebeschicht auf dem PET-Substrat des Touch-Sensors voraus. Es ist nicht möglich, mit diesem Verfahren Touch-Sensoren oder das Cover-Glas mit einem Display-Modul zu verbinden.
Beim Bonden von Touch-Folien und Cover-Glas kann, abhängig vom PCAP-Sensor-Substrat, zwischen der trockenen Rolllamination und dem Flüssig-Bonding LOCA entschieden werden. Auf Glas basierende Touch-Sensoren werden nur mit LOCA-Bonding verbunden, da ein Rollen der Sensoren nicht möglich ist. Für die Verbindung des Touch mit dem Display eignet sich die Flüssigverklebung, da hier der durch das Metall-Bezel vorgegebene Luftspalt ausgefüllt wird. Foliensensoren lassen sich kosteneffektiver mit OCA-Lamination verbinden, da bereits eine Klebeschicht vom Touch-Hersteller aufgetragen wurde.

Beide Klebetechnologien haben das Ziel, zwei oder mehrere Komponenten optisch zu verbinden und Reflexionen zu vermindern. Beide wirken sich insgesamt positiv auf das Panel aus. Hierbei hat sich Data Modul mit dem Maschinenpark optimal aufgestellt und kann auf beide Prozesse zugreifen, um je nach Komponentenauswahl eine perfekte Verbindung zu erstellen.

Philipp Meinhardt,

verantwortet als Head of Marketing Communications die weltweite Produkt- und Marken-PR der Data Modul AG. Der gelernte Elektrotechniker kennt nach beruflichen Stationen in Agenturen und Industrieunternehmen und erfolgreich absolvierter Zusatzqualifikation zum Marketing Manager sowohl Produktentwicklung als auch alle Aspekte der Vermarktung.