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Projektiv-kapazitive Touchscreens für Industrieprodukte

Alles aus einer Hand

21. Oktober 2015, 14:18 Uhr | Markus Mann

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Auswahlprozess und Auswahlkriterien

Als Basis wird ein Display mit passendem Touchscreen aus dem Produktsortiment ausgewählt – bei NLT reichen die Diagonalen von 6,5 Zoll bis 19 Zoll. Im nächsten Schritt ist die Art der Verklebung von Display-Fläche und Touchscreen festzulegen.

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Die Optionen sind entweder eine vollflächige Verklebung (Optical Bonding) oder eine einfache Randverklebung, bei der ein Luftspalt zwischen Display und Touchscreen entsteht (Air Gap, Bild 2). Im dritten Schritt erfolgt die Definition der Dekorscheibe. Die Auswahl des Materials und der Oberflächenbehandlung hängt einerseits vom persönlichen Geschmack, aber auch vom Einsatzgebiet sowie dem Projektbudget ab.

Die Wahl der Verklebung, der Dekorscheibe und des Touch Controller beeinflussen die Funktionalität, die empfundene Wertigkeit des Systems und die optischen Eigenschaften stark.

Verklebung

Die vollflächige Verklebung bietet im Vergleich zur Randverklebung einige Vorteile. Die verminderte Reflexion ist mit dem bloßen Auge deutlich zu erkennen (Bild 3). Eine einfache Rechnung hilft, diesen Punkt näher zu verstehen (s. Kasten „Kontrast“). An nicht entspiegelten Glasflächen werden ca. 4 % des eintreffenden Lichts reflektiert. Im Gegensatz zum Optical Bonding entsteht bei der Randverklebung durch den Luftspalt eine zweite reflektierende Fläche, sodass die Reflexion ca. 8 % beträgt. Dadurch wirkt das Display kontrastärmer. Außerdem treten Spiegelbilder der Umgebung auf, die mit dem Optical Bonding unterdrückt werden.

Durch das vollflächige Verkleben entsteht ein fester Verbund, der die Verwindungssteifigkeit der Baugruppe erhöht. Der Luftspalt der Randverklebemethode führt u.a. dazu, dass die Frontscheibe durchgedrückt werden kann und es durch den Druck auf das Display bei der Touch-Bedienung zu unerwünschten Farbeffekten kommt. Zudem bricht das Frontglas bei einem Schlag schneller und splittert. Sollte es bei einem vollverklebten Display einmal zum Bruch des Glases kommen, würde ein Großteil der Scherben von der Klebstoffschicht gehalten.

Die Vollverklebung bietet auch einen deutlich höheren Schutz vor der Ablagerung von Fremdpartikeln in den Zwischenräumen unterhalb der Dekorscheibe. Über diesen Weg gelangen häufig Fasern von Verpackungsmaterialien und Staub ins Sichtfeld. Das wird durch Optical Bonding verhindert. Außerdem wird so ein vollständiger Schutz gegen Kondensation geboten.

Kontrast
An einem Büroarbeitsplatz kann es leicht zu 100 cd/m² Streulicht kommen (weiße Wand, Fenster, Deckenbeleuchtung). Dieses Licht fällt auf das Display und die 8 % Reflektionen (8 cd/m²) addieren sich nun zu dem austretenden Licht der Display-Hinterleuchtung. Nehmen wir an, ein Display hat eine Kontrastrate von 1000:1. Dieser Wert ergibt sich aus 0,5 cd/m² für schwarze Pixel und 500 cd/m² für weiße Pixel (500/0,5 = 1000). Gemessen wird dies von den Display-Herstellern in speziell abgedunkelten Räumen. Mit den im Alltag auftretenden Reflexionen (8 cd/m²) ergeben sich nun aber 8,5 cd/m² für schwarze und 508 cd/m² für weiße Pixel. Der Kontrast fällt damit auf 60:1 (508/8,5). Diese Effekte müssen bei der Auswahl der Oberflächenbehandlung und Art der Verklebung berücksichtigt werden.

Kontrast

An einem Büroarbeitsplatz kann es leicht zu
100 cd/m² Streulicht kommen (weiße Wand, Fenster, Deckenbeleuchtung). Dieses Licht fällt auf das Display und die 8 % Reflektionen (8 cd/m²) addieren sich nun zu dem austretenden Licht der Display-Hinterleuchtung. Nehmen wir an, ein Display hat eine Kontrastrate von 1000:1. Dieser Wert ergibt sich aus 0,5 cd/m² für schwarze Pixel und 500 cd/m² für weiße Pixel (500/0,5 = 1000). Gemessen wird dies von den Display-Herstellern in speziell abgedunkelten Räumen. Mit den im Alltag auftretenden Reflexionen (8 cd/m²) ergeben sich nun aber 8,5 cd/m² für schwarze und 508 cd/m² für weiße Pixel. Der Kontrast fällt damit auf 60:1 (508/8,5). Diese Effekte müssen bei der Auswahl der Oberflächenbehandlung und Art der Verklebung berücksichtigt werden.