Die richtige Auswahl der am besten geeigneten Bonding-Technologie für Ihre HMI-Anwendung mit Display erfolgt anhand der festgelegten Kriterien der Applikationsanforderungen. Bestimmende Faktoren sind dabei besonders die spezifizierten Umwelteinflüsse, die Displayform und Diagonale sowie die Definition der PCAP-Sensortechnologie.
Display-Anwendungen im Außenbereich
Touchpanel und Display-Anwendungen im Außenbereich unterliegen starken Temperaturschwankungen. So kann es nachts bei Minustemperaturen und tagsüber durch Sonneneinstrahlung zu extremen Temperaturwechseln kommen. Kondensation auf den Oberflächen tritt dann auf, wenn warme und feuchte Luft auf kalte Oberflächen wie Display und Frontglas trifft. Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte. Bei Kontakt mit kalten Oberflächen, kondensiert der Wasserdampf und bildet Kondensationsfeuchtigkeit.
Befindet sich zwischen Display und Frontglas mit Touchsensor ein Luftspalt, kann sich aufgrund der Kondensation Feuchtigkeit auf beiden Oberflächen ablegen. Diese Kondensationsfeuchtigkeit führt zu negativen Beeinträchtigungen der Bildschirmanzeige. Eine Verhinderung der Kondensation wäre möglich, wenn die Innentemperatur der Applikation konstant gehalten wird. Eine einfachere und sichere Lösung ist die vollständige Füllung des Luftspaltes mit Optical Bonding Material. Für Anwendungen im Outdoor-Bereich mit täglicher Sonneneinstrahlung kommen nur UV-qualifizierte Bonding-Materialien und Komponenten zum Einsatz. Die permanente UV-Einstrahlung führt somit zu keinem negativen Einfluss über die Lebensdauer.
Displays für Industrie- und Medizinbereich
Die Ablesbarkeit eines Displays hängt nicht nur von hochtransparenten PCAP-Sensoren, sondern auch vom einfallenden Licht der Umgebung ab. Die Lichtstrahlung wird über den Luftspalt
der Oberflächen von Display und Coverglas mit Sensor gebrochen und reflektiert. Durch die Füllung mit Optical Bonding Material wird dieser Luftspalt überbrückt. Der Bildschirminhalt wird dank Optical Bonding ohne Reflektion nach vorne abgestrahlt. Das Bonding-Material weist einen vergleichbaren Brechungsindex wie das Glas auf. Somit kann keine Reflektion oder Brechung mehr entstehen. Zusätzlich erhöht Bonding die Ablesbarkeit durch den gesteigerten Kontrast und ermöglicht eine blendfreie Bildschirmoberfläche.
Gerade in der Medizintechnik ist ein hoher Kontrast bei Visualisierungen in der Diagnostik unabdingbar. Optical Bonding erhöht zudem die Robustheit und steigert die Beständigkeit bei Schock, Vibration und erhöhter Krafteinwirkung. Ein weiterer Vorteil ist die Wärmeableitung von den LED-Backlights und der Display-Oberfläche über das Bonding-Material an das Coverglas. Diese Wärmeableitung erhöht signifikant die Lebensdauer der LED-Hinterleuchtung aufgrund der Temperaturreduzierung. Optical Bonding ist somit für alle medizinischen Geräte, die eine perfekte Ablesbarkeit fordern, die optimale Lösung.
Displays für mobile Geräte und im Fahrzeugbau
Die durch Optical Bonding erzielte mechanische Verstärkung führt zu einem deutlich robusteren System. Vor allem bei tragbaren Geräten und Anwendungen im Fahrzeugbau ist dies von Vorteil. Die feste Verbindung des Coverglases über das Optical Bonding sogt bei Glasbruch für Splitterschutz. Die Eliminierung des Luftspalts zwischen Coverglas mit Touchsensor und Display verhindert bei Außenanwendungen die Taubildung zwischen den beiden Komponenten. Außerdem wird das Eindringen von Schmutz oder Flüssigkeiten ausgeschlossen. Durch die mechanische Fixierung der Displays mittels Optical Bonding entfallen Haltewinkel, was zu einer Gewichtsreduzierung bei tragbaren Geräten führt.
Welches Optical Bonding Verfahren ist geeignet?
Zum Optical Bonding von Displays stehen mehrere Technologien zur Auswahl. Der optimale Prozess richtet sich nach der Auswahl der Komponenten, der Systemintegration und den Applikationsanforderungen.
Dry Optical Bonding: Beim Trockenbonding wird das Bonding Material auf die Größe der sichtbaren Displayoberfläche zugeschnitten und der Luftspalt damit homogen gefüllt. Zur Auswahl stehen mehrere Bonding Materialien in unterschiedlichen Materialstärken und Konsistenzen, die anhand der Displays und der Spezifikation der Applikation ausgewählt werden. Displays haben je nach Modell und Diagonale unterschiedliche Höhen der Metallrahmen. Anhand der Displays wird die optimale Materialstärke ermittelt. Das Zusammenfügen von Frontglas mit Touch und Display wird unter Vakuum in der Bondinganlage durchgeführt.
Liquid Optical Bonding (LOCA): Mit einem UV-härtenden Flüssigmaterial wird der Luftspalt zwischen Displayoberfläche und Sensorrückseite bzw. Coverglas gefüllt. Der Klebstoff ist silikonfrei, alterungsbeständig und UV-stabil. Das Verfahren eignet sich für alle TFT-Displays mit oder ohne Rahmen. Das flüssige Bondingmaterial wird auf die Displayoberläche in einem speziellen Muster dispensiert und das Coverglas mit Sensor wird über einen kontrollierten Flächendruck gebondet. Das Bondingmaterial verteilt sich gleichmäßig und blasenfrei zwischen den beiden Komponenten. Anschließend erfolgt die finale Aushärtung des Bondingmaterials mittels UV-Licht. Auf eine zusätzliche Wärmelagerung wird dabei verzichtet, das heißt es kommt zu keiner Materialstressung durch Temperatureinwirkung und somit zu keiner zusätzlichen mechanischen Belastung.
Bei beiden Technologien erfolgt zur Erhöhung der Haftkraft des Bondingmaterials auf den Oberflächen der Fügepartner eine spezielle Vorbehandlung. Diese stellt dabei eine starke Bindung zwischen den verschiedenen Materialien sicher. Die Verbindung ist so stark, dass das Bondingmaterial das Display mechanisch fest fixiert und keine weiteren mechanische Verschraubungen notwendig sind.
Air Gap Bonding: Bei diesem einfachen Verfahren wird das Display umlaufend mit einem Kleberahmen direkt hinter das Coverglas mit Sensor im Reinraum fest verklebt. Air Gap Bonding ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, Displays mit Covergläsern oder Touchsensoren ohne einer weiteren mechanischen Fixierung zu verbinden.
Optical Bonding von E-Paper Displays
Die Eigenschaften von E-Paper Displays erfordern immer einen zusätzlichen mechanischen Schutz bei der Integration. Die Stabilität und Robustheit kann ausschließlich nur durch die vollflächige Verklebung über das Optical Bonding mit einem Coverglas erzielt werden.
Auch hier wird die Auswahl des Bondingmaterials anhand der Komponenten und Umgebungsbedingungen der Applikation definiert. Unterschiedliche Schutzgläser mit Rahmenbedruckung, Touch-Sensoren und Kunststoffscheiben kommen hierbei zum Einsatz.
Im Vergleich zum Optical Bonding von TFT LC-Displays sind die Prozesse bei dem extrem dünnen E-Paper Bonding erheblich anspruchsvoller und irreversibel, da E-Paper Displays bei
Dunkelheit eine zusätzliche Beleuchtung benötigen. Realisiert wird dies über einen speziellen Aufbau mit hochtransparenten Klebstoffen und einem Lightguide-Material. Das Licht von den eingesetzten LED-Streifen wird seitlich eingekoppelt und über die Aufbaulagen homogen auf die Oberfläche des Displays verteilt. Diese dedizierte Beleuchtungsoption ermöglicht die Ablesbarkeit von E-Paper Displays bei Dunkelheit.
Bonding Know-how
Optical Bonding ist für Applikationen mit hohen Anforderungen und herausfordernden Einsatzgebieten die optimale Lösung. Alle Bonding-Prozesse werden in speziellen Reinräumen mit einem hohen Automatisierungsgrad und standardisierten Prozessen durchgeführt. Profitieren Sie von den verschiedenen Bonding-Technologien und unserem Know-how für die optimale Lösung Ihrer kundenspezifischen Applikation.
