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UV-Quellen-Wechsel beim Optical Bonding

Diese Fehler sollten Sie vermeiden

11. Mai 2021, 11:24 Uhr   |  Nicole Wörner

Diese Fehler sollten Sie vermeiden
© Wammes & Partner

Falschfarbendarstellung: Dichteverlauf Bonding-Kleber defektes Display

Auch die Aushärtung des Klebers beim Optical Bonding muss mit der Zeit gehen. LEDs werden über kurz oder lang die alten Quecksilber-UV-Quellen ersetzen. Dafür gibt es durchaus gute Gründe – leider jedoch auch genug Fehlerquellen. Was beim Technologiewechsel zu beachten ist.

Von: Klaus Wammes, Geschäftsführer Wammes & Partner GmbH

Nicht nur selbstständig durchgeführtes optisches Verkleben, sondern auch der möglichst kostengünstige Zukauf fertig gebondeter Halbzeuge hat sich in der Display-Szene schon seit längerem etabliert. Solange dabei die Stolperdrähte beachtet werden, die so ein Optical Bonding mit sich bringt, ist dagegen prinzipiell auch nichts einzuwenden. Leider werden aber jene Stolperdrähte immer noch regelmäßig übersehen. Wie jüngste Beispiele zeigen, kommen sogar noch neue Probleme dazu, die es vorher nicht gab. So kommt neuerdings vermehrt besonders ein neuer Stolperdraht hinzu: Der Wechsel der UV-Quelle. Leider wird von vielen Systemintegratoren einfach nur die alte UV-Quelle, Quecksilberdampflampen unterschiedlichster Couleurs, durch LEDs ersetzt. Wie so oft gilt also auch hier: Gut gedacht, schlecht gemacht!

Eigentlich richtig

Denn: Die Idee hinter dem UV-Quellen-Wechsel ist gleich aus mehreren Gründen richtig. So sind LEDs – oder könnten – als UV-Quellen zur Aushärtung eigentlich besser geeignet sein. Beispielsweise sind diese leichter zu handhaben und sparen Energie, weil sie effizienter sind: Sie können schneller ein und ausgeschaltet werden und generieren durch ihr schmalbandiges Spektrum weniger Hitze.

Gleichzeitig beinhalten die alten UV-Dampflampen allesamt Quecksilber. Das ist nicht nur schädlich für Mensch und Umwelt. Immer mehr Hersteller stellen auch aus genau diesem Grund die Produktion ein. Damit entsteht – aus Sicht der Quecksilberdampflampe – der typische Teufelskreis: Die giftigen Lampen werden weniger produziert, die Beschaffung wird schwieriger, Systeme werden daraufhin umgestellt, die Nachfrage sinkt, es wird noch unrentabler die Lampen zu produzieren, und so weiter. Integratoren können also auch gar nicht mehr so einfach Birne gegen Birne tauschen.

Und für alle, die den Wechsel so weit es geht hinauszögern wollten, folgt die nächste Hiobsbotschaft: Die Dampflämpchen haben mit rund 1000 Stunden von Hause aus keine allzu lang nutzbare Lebensdauer. Diese ist schnell verbraucht und wird durch häufiges an- und ausschalten natürlich noch weiter verkürzt. Viele Systeme erreichen diese Lebensdauergrenze früher als erwartet.

Ein Wechsel mit Folgen

So steht also ein UV-Quellen-Wechsel an. Aber: So ohne weiteres möglich ist ein Tausch alt gegen LED nicht. Das hat mehrere Gründe. Zum einen liegt das an den unterschiedlichen Spektren der UV-Quellen. Es gilt, dass sich trotz identischer mittlerer Wellenlänge die spektrale Verteilung der Quecksilber-basierten UV-Lampen von der der LEDs unterscheidet. Alte Lampen haben kein vergleichbares Spektrum zu einer LED, sondern ein sogenanntes Linienspektrum. Das heißt, sie leuchten in vielen Emissionsmaxima in unterschiedlichen, nicht kontinuierlichen Intensitäten, die sich zudem über den spektralen Bereich verteilen, in dem sie aktiv sind. Von kleinen Abweichungen abgesehen, leuchten LEDs dagegen nur in einem sehr schmalen kontinuierlichen Spektrum – kleiner, feiner, präziser.

Gleichzeitig waren und sind auch viele Messgeräte auf die bisherigen UV-Quellen geeicht respektive ausgelegt. Wenn nun nach einem UV-Quellenwechsel das Messgerät nicht kalibriert, ersetzt oder angepasst wird, werden einige – oft die relevanten – Linien aus den Linienspektren ganz oder teilweise von den Messgeräten übersehen. Das passiert auch schon vor dem Wechsel, wenn auch ohne große Auswirkungen. In Folge kann nur der erkannte Bereich gemessen werden. Andere Messgeräte messen nur die definierte „dominant wavelength“, also die Wellenlänge mit der höchsten Intensität und eben nicht jene, die tatsächlich am relevantesten für das Aushärten des jeweiligen Bonding-Klebers ist. Werden so einfach nur neue und alte Ergebnisse verglichen, also vom kontinuierlichen Spektrum der LEDs mit denen vom Linienspektrum von Quecksilberlampen, kommt der alte Spruch zum Tragen: Wer misst, misst Mist!

Schließlich können auch Tests und Testergebnisse nicht einfach übernommen werden. Historisch basierten fast alle UV-Quellen auf Quecksilber und damit waren auch die Kalibrierungen, Messungen, Tests und alle Erfahrungswerte darauf ausgelegt. Dadurch ergaben sich konkrete Regeln, Normen, Einschätzungen und Handlungsanweisungen in Abhängigkeit zu Quecksilberspektren. So kann es zusätzlich zur Fehlinterpretation kommen, wenn Testergebnisse nach und vor dem Wechsel einfach nur verglichen und nicht neu verifiziert werden.

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1. Diese Fehler sollten Sie vermeiden
2. Katastrophale Konsequenzen

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