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Dekorscheibe aus Glas auf dem Touch-Sensor als Herausforderung

Ein adäquates Display auszuwählen, ist eine altbekannte Aufgabe, bei der Entwickler bereits viel Erfahrung haben. Der Wunsch nach einer Dekorscheibe aus Glas, welche oben auf den Touch-Sensor montiert wird, bringt jedoch neue Herausforderungen mit sich.

So finden Entwickler das richtige Produkt

Folgende Fragen helfen Entwicklern, das für ihre Zwecke geeignete Produkt zu finden.

  • Sind Display und Touch aufeinander abgestimmt (mechanisch und elektrisch)?
  • Gibt es Software-Treiber?
  • Enthält der Treiber Filterfunktionen (Störsignale, Jitter etc.)?
  • Kann man eigenständig Parameter des Touch-Controllers anpassen?
  • Welche Funktionseinschränkungen des Touches gehen mit einer 2-3 mm Glas-Dekorscheibe einher?
  • Sind Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Glasoberflächenbehandlungen bekannt?
  • Hat man selber oder der Displaylieferant die nötige Kompetenz im Bereich Glas?

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Je nach Materialstärke der Dekorscheibe und Abstand zum Touch, muss der Sensor anders parametriert werden. Eventuell möchte man von Gerät zu Gerät unterschiedliche Glasstärken einsetzen. Die Frage ist also, ob eine einfache Parametrierung des Touch-Sensors ohne langwierige Abstimmung mit dem Lieferant möglich ist. Dann gilt es zu klären, ob die gewünschte Display-Touch-Kombination lieferbar ist.

Wo bekommt man die Dekorscheibe her? Welches Glas ist das Richtige für meine Applikation? Entspiegelung, ja oder nein? Wenn ja, welche? Wieviel Bruch- und Biegefestigkeit wird benötigt? All diese Fragen tauchen im Verlauf der Entwicklungsphase auf. Kompliziert kann es dann werden, wenn der Lieferant des Touch-Displays und der Lieferant der Dekorscheibe nicht ein und derselbe sind. In diesem Fall müssen in der Entwicklung, der Qualitätssicherung sowie im späteren Einkauf zwei Lieferprozesse aufeinander abgestimmt werden.

Dekorscheibe und Touch-Sensor als Einheit

Zu guter Letzt ist nun die Dekorscheibe auf den Touch-Sensor aufzubringen. Dies mag trivial klingen, ist aber für die Funktionalität der Applikation wesentlich kritischer als viele denken (siehe Kasten „Montage der Dekorscheibe“). Dekorscheibe und Touch-Sensor sollten im Idealfall eine fest verbundene Einheit bilden. Ein Luftspalt beeinträchtigt die Performance des Touch-Sensors und macht sich in der Bedienerfreundlichkeit deutlich bemerkbar.

Entscheidet man sich für die Dienstleistung „Optical-Bonding“ – das vollflächige Verkleben von Dekorscheibe und Sensor – müssen diverse kaufmännische sowie qualitätsrelevante Punkte im Vorfeld abgesprochen werden. Manch ein Szenario erfordert die Kooperation mit drei verschiedenen Lieferanten oder Partnern (Display, Glas, Optical-Bonding). Natürlich stellt sich hier die Frage nach einem Datenblatt, Freigabemustern sowie der Gewährleistung.

Montage der Dekorscheibe

Der passgenaue Sitz der Dekorscheibe auf dem Sensor ist von höchster Wichtigkeit für die Funktionalität der Applikation. Es ist zu beachten, dass die Bonding-Schichtdicke oder der Luftspalt über die gesamte Fläche gleich ist und sich auch später im Betrieb nie verändert.

  • Die Signalverstärkung und der Schwellenwert des Touch-Controllers sind auf eine stabile Mechanik angewiesen. Ein Verrutschen oder Ungleichmäßigkeiten der Dekorscheibe können zu Fehlfunktionen führen.
  • Eine ungleichmäßige Bondingschichtdicke kann zu Spannungsrissen führen.
  • Eine ungenaue bzw. großzügige Montage (z.B. großer Luftspalt) erfordert eine höhere Signalverstärkung und bringt ein schlechtes SNR mit sich. Dies führt zu ungenügenden EMV-Werten.
  • Ein schlechtes SNR bedingt erhöhten Software-Aufwand. Die aufwendige Filterung der Touch-Signale beeinträchtigt die Bedienerfreundlichkeit, z.B. die Reaktionszeit.
  • Augenscheinliche Einsparungen im mechanischen Aufbau werden durch Mehrausgaben bei Komponenten (z.B. Netzteile, EMV-Maßnahmen) und Softwareentwicklung aufgebraucht.

Nur ein Ansprechpartner

Für die Entwicklung und den Einkauf ist es äußerst vorteilhaft, wenn sich ein Ansprechpartner (Lieferant) für die Kombination aus Display, Touch und Dekorscheibe verantwortlich sieht. Das setzt natürlich voraus, dass alle drei Komponenten aus einem Haus stammen. Der Vorteil ist schnell ersichtlich, wenn man sich die erforderlichen Schritte einer kundenspezifischen Lösung vor Augen führt.

Im Vorfeld hat der Lieferant das Pflichtenheft zu studieren und auf mögliche Fehler, Ungenauigkeiten bzw. Verständnisprobleme hinzuweisen. Bereits hier muss die Erwartungshaltung beider Parteien klar sein. Spätestens bei Projektstart sollte der Lieferant die einzelnen Schritte sowie den dazugehörigen Zeitplan nennen können. Wie auch Displayhersteller, haben Glasverarbeiter und Bonding-Dienstleister unterschiedliche Stärken. Diese gilt es zu kennen und aufeinander abzustimmen.

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Alle produktrelevanten Parameter sollten in ein Master-Datenblatt übernommen werden. Dieses beinhaltet u.a. Aussagen zur RoHS-Konformität, der UV-Beständigkeit und mechanische Toleranzen und wird begleitet von einer 3D-Zeichnungen (z.B. stp-Datei). Hier kommt auf den Lieferanten eine Menge Arbeit zu. Der Inhalt des Master-Datenblatts ist mit der Entwicklung abzustimmen und von ihr freizugeben. Hier entscheidet sich, ob beide Parteien die gleiche „Sprache sprechen“.

Der nächste Schritt ist die Freigabe der Dekorscheibe sowie der kompletten Displayeinheit. Ein weiterer Aspekt ist die Auswahl der passenden Verpackung sowie die Rückverfolgbarkeit in der Produktion. Es handelt sich hierbei schließlich um einen Veredelungsprozess, bei dem der finale Bauteilpreis signifikant höher liegen kann, als der reine Displaypreis. In diesem Bereich sind Barcode und Wareneingangstest zwei wichtige Kriterien. Nur wer alle zuvor genannten Schritte beherrscht. kann für die Entwicklung ein zuverlässiger Partner sein. Im Folgenden gehen wir auf die zwei wichtigen Bereiche „Glasverarbeitung“ und „Optical-Bonding“ näher ein.

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