Optisches Bonding verbessert die optischen und mechanischen Eigenschaften eines Industrie-Displays

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Warum Hersteller bisher auf das Optische Bonding verzichten

Was bei einem Smartphone im Produktionsprozess noch vergleichsweise einfach geht, bereitet bei Displaygrößen über 19'' deutlich größere Probleme. Mit zunehmender Displaygröße – inzwischen werden bei Anwendungen im industriellen Umfeld 22''-Diagonalen verlangt – und mehreren optischen Schichten wächst das Risiko der Luftblasenbildung beim Verkleben der optischen Komponenten.

So kann eine einzige Luftblase im Sichtbereich des Displays zum Ausschuss und damit zur Ertragsminderung führen, was sich wiederum in den Kosten des Endprodukts niederschlägt. Aus diesem Grund verzichten derzeit sehr viele Touch-Panel-Hersteller auf den Optical Bonding-Prozess und bieten ihre Produkte ohne die genannten optischen Vorteile an.

Alternativ werden Lösungen mit gebondetem Touch auf Frontglas und Luftspalt zwischen Display und Touch angeboten. Resistive Touches lassen sich ohnehin nicht vollständig optisch bonden – zwischen Betätigungs- und Kontaktfläche ist aus technischen Gründen immer ein Luftspalt erforderlich.

Das luftblasenfreie Verkleben als größte Herausforderung

Die heutigen Probleme bei der Produktion industrietauglicher, robuster und brillanter Touchpanels resultieren weniger aus dem Klebstoffmaterial, sondern vielmehr aus der Verfahrenstechnologie. Hierbei stellt das luftblasenfreie Verkleben von optischen Materialien die größte Herausforderung dar:

Wo Flüssigkeiten mit Luft in Kontakt kommen, können grundsätzlich Lufteinschlüsse entstehen, die sich dann in Form von Luftblasen in der Flüssigkeit verteilen. Je nach Viskosität und Oberflächenspannung des Klebstoffes lösen sich die Luftblasen an der Oberfläche auf. Beim Fügen der Glasplatten können wieder Luftblasen eingeschlossen werden, die dann im weiteren Verlauf des Klebeprozesses nicht mehr entweichen können und zwischen den optischen Fügepartnern eingeschlossen

bleiben. Beispielsweise bei der Displayoberfläche, Touchscreen oder Touchscreen und Frontglas.

Welche Vorteile das vollständige Ausfüllen des Luftspalts bietet

Mit einem vollständigen Verguss der Zwischenräume wird im Produktionsprozess sichergestellt, dass sich zwischen Anzeigeelement und Frontglas keine Lufteinschlüsse befinden, so dass Kondensationseffekte vollständig ausgeschlossen werden können.

Das Ausfüllen des Luftspalts verhindert zudem Parallaxen-Fehler und interne Reflexionen, was in der Summe zu deutlich verbesserter optischer Performance bei ungünstigen Tageslichtverhältnissen führt. Ein weiterer Vorteil ist die Brillanz, die vor allem in Verbindung mit den lichtstarken LED-Backlight-Displays erzielt wird.

Durch den Einsatz von LEDs werden Werte bezüglich des maximalen Kontrastverhältnisses erreicht, Farben wirken intensiver und realistischer. Geringere optische Verluste durch indexangepasste Klebstoffe führen zu einem höheren Kontrastverhältnis und einer deutlich größeren Lichtausbeute. Daraus ergibt sich eine einzigartige Brillanz.

Glas-Bonding-Prozess verbindet alle Komponenten vollflächig

Beim Glas-Bonding-Prozess von Hummel werden Display, Touchscreen und Frontglas vollflächig miteinander verbunden. Das erfolgt durch einen Kleber, der sich optisch neutral verhält und nicht vergilbt. Der Prozess des Optical Bondings bietet eine Reihe von Vorteilen – mechanisch und optisch.

So kann zwischen Display und Touchscreen kein Staub oder Feuchtigkeit wie Kondenswasser gelangen, da diese fest miteinander verbunden sind. Ebenso wirkt der mehrschichtige Verbundaufbau mechanisch stabilisierend und vermindert die Stoß- und Schockempfindlichkeit erheblich. Außerdem werden durch die Laminierung die optischen Eigenschaften verbessert, da durch den Wegfall von zwei Glas/LuftÜbergängen die Reflexionen stark reduziert werden.

* * Dr. Günther Waibel ist Leiter des Geschäftsbereichs Eingabesysteme bei Hummel in Denzlingen.

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