Benötigen industrielle Displays für den Außenbereich eine optische Verklebung?

Optisches Bonding ist nicht automatisch erforderlich, nur weil ein Display als “für den Außenbereich geeignet” bezeichnet wird. Es wird jedoch zu einer dringenden technischen Empfehlung, wenn der Bildschirm auch bei direkter Sonneneinstrahlung lesbar bleiben muss, die Frontbaugruppe Feuchtigkeit und Temperaturwechseln ausgesetzt ist oder der Austausch eines defekten Displays vor Ort mit hohen Kosten verbunden wäre.

Bei einem überdachten Terminal mit begrenzten Temperaturschwankungen und leichtem Wartungszugang kann die Luftverbindung dennoch die praktischere Wahl sein.

Es geht nicht darum, ob das optische Bonding fortschrittlicher ist. Es geht vielmehr darum, ob der Luftspalt im fertigen Gerät ein inakzeptables optisches oder Zuverlässigkeitsrisiko darstellt.

Die kurze Antwort

Installationsbedingungen	Praktische Empfehlung	Hauptgrund
Direkte Sonneneinstrahlung während eines Teils oder des gesamten Tages	Optisches Verkleben wird in der Regel empfohlen	Reduziert interne Reflexionen und trägt dazu bei, den sichtbaren Kontrast zu erhalten
EV-Ladestation für den Außenbereich, Zahlungsterminal oder öffentlicher Kiosk	Optisches Verkleben wird in der Regel empfohlen	Sowohl die Lesbarkeit als auch die Kosten für den Außendienst spielen eine Rolle
Feuchtigkeit plus wiederholte Temperaturwechsel	Optisches Verkleben wird in der Regel empfohlen	Beseitigt den Luftspalt, in dem sich zwischen den verklebten Schichten Beschlag bilden kann
Dickes Schutzglas vor dem LCD-Bildschirm	Optisches Bonding frühzeitig prüfen	Der Luftspalt kann Reflexionen und die optische Tiefe deutlicher hervorheben.
Installation im halbüberdachten Außenbereich	Eine Luftverbindung könnte akzeptabel sein	Geringeres Umgebungslicht und geringeres Kondensationsrisiko
Geräte mit kurzer Lebensdauer, bei denen das Display leicht ausgetauscht werden kann	Eine Luftverbindung könnte akzeptabel sein	Geringere Anschaffungskosten und eine einfachere Reparatur könnten den optischen Vorteil überwiegen
Gesteuerte HMI im Innenbereich	Optisches Verkleben ist in der Regel nicht erforderlich	Die Rahmenbedingungen rechtfertigen die zusätzlichen Kosten und den Aufwand für Nachbesserungen nicht.

Weder Helligkeitswerte, IP-Schutzklassen noch Glasdicken allein können über die Klebemethode entscheiden. Betrachten Sie den gesamten Front-Stack in seiner tatsächlichen Einbausituation.

Was versteht man eigentlich unter „optischem Bonding“?

Bei einem typischen PCAP-Industriedisplay bilden das Deckglas und der Berührungssensor bereits eine Touchpanel-Baugruppe. Beim optischen Verkleben wird diese Touchpanel-Baugruppe in der Regel mit einem transparenten optischen Klebstoff direkt auf die Vorderseite des TFT-LCD-Displays laminiert, wodurch der Luftspalt an dieser Schnittstelle beseitigt wird.

Bei einigen Geräten wird vor dem fertigen Display eine weitere Schutzscheibe angebracht. Bleibt zwischen dieser Scheibe und dem Display ein Luftspalt bestehen, entsteht dadurch ein weiteres Paar reflektierender Oberflächen. Die Aussage eines Anbieters, dass “optisches Bonding enthalten ist”, bedeutet nicht zwangsläufig, dass jede optische Schnittstelle im installierten Gerät geklebt ist.

Bevor Sie den Entwurf genehmigen, überprüfen Sie bitte Folgendes:

• welche beiden Baugruppen miteinander verbunden werden;
• ob vorne weiterhin ein separates Schutzfenster vorhanden sein wird;
• ob sich die angegebene Helligkeit auf das LCD-Modul allein oder auf die gesamte Frontbaugruppe bezieht.

Einen ausführlichen Vergleich zwischen Rahmenverklebung, OCA und OCR finden Sie unter Optisches Bonding vs. Luftbonding: So treffen Sie die richtige Wahl für industrielle Touch-Displays. Zunächst muss hier lediglich entschieden werden, ob bei der Anwendung im Außenbereich der Luftspalt beseitigt werden muss.

Warum der Luftspalt im Außenbereich wichtig ist

Ein „Air-Bonded“-Display verfügt über eine Luftschicht zwischen dem LCD und dem Touchpanel bzw. der Frontlinse. Ein Teil des Lichts wird reflektiert, wenn es zwischen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes hindurchgeht. In Innenräumen mag dies akzeptabel sein. Bei starkem Umgebungslicht führen diese Reflexionen jedoch zu einer Anhebung des Schwarzwerts und lassen das Bild verblassen, wodurch dem Bediener weniger nutzbarer Kontrast zur Verfügung steht.

Beim optischen Bonding wird der Luftspalt durch ein transparentes Material ersetzt, dessen optische Eigenschaften denen der umgebenden Schichten ähnlicher sind. Dadurch werden Reflexionen innerhalb des Schichtaufbaus reduziert. Das Glas wird dadurch nicht vollständig reflexionsfrei, und es entsteht auch keine zusätzliche Helligkeit; vielmehr trägt es dazu bei, dass die vorhandene Helligkeit den Betrachter effektiver erreicht.

Aus diesem Grund ist die Angabe von lediglich “1000 Nits” oder “1500 Nits” unvollständig. Helligkeit und interne Reflexion beeinflussen unterschiedliche Aspekte der Lesbarkeit im Freien; ein helles LCD-Display hinter einem schlecht abgeschirmten Frontbereich kann dennoch schwer lesbar sein.

Weitere Informationen zur Helligkeit – einschließlich der Leuchtdichte des fertigen Displays, des Einbauwinkels und der Bedingungen bei direkter Sonneneinstrahlung – finden Sie unter So wählen Sie einen bei Sonnenlicht gut lesbaren Monitor für den Einsatz im Freien aus.

Wo sich die Kosten für das optische Verkleben auszahlen

EV-Ladegeräte und Zahlungsterminals von Direct-Sun

Das Display einer Ladestation für Elektrofahrzeuge kann direkter Sonneneinstrahlung, Regen, öffentlicher Nutzung sowie starken Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht ausgesetzt sein. Der Bildschirm befindet sich zudem hinter einer schützenden Frontabdeckung, was einen Austausch erschweren kann, sobald die Ladestation in Betrieb genommen wurde.

In dieser Situation ist das optische Bonding in der Regel gerechtfertigt. Es sollte mit einer angemessenen Helligkeit des fertigen Displays und einer geeigneten Oberflächenbehandlung der Vorderseite ausgewählt werden – und nicht als Ersatz dafür dienen.

Outdoor-Ausrüstung mit Feuchte- und Temperaturwechselprüfungen

Die Luft im Display-Spalt kann Feuchtigkeit enthalten. Wenn sich die Temperatur der Schichten ändert, kann es innerhalb dieses Spalts zu Beschlag kommen. Tritt dies einmal in einer versiegelten Frontbaugruppe auf, lässt sich das Problem vor Ort nur selten auf einfache Weise beheben.

Durch das optische Verkleben wird dieses spezifische Risiko verringert, da der Luftraum an der Klebefläche beseitigt wird. Es entfernt jedoch keine Feuchtigkeit an anderen Stellen im Gehäuse und ersetzt weder die Gehäuseabdichtung noch die Entwässerung, Belüftung oder Feuchtigkeitsregulierung.

Dickes oder schlagfestes Frontglas

Dickes Deckglas wird häufig bei öffentlichen Terminals und vandalismussicheren Geräten verwendet. Wenn dickes Glas mit einem Luftspalt kombiniert wird, kann das Bild hinter der Oberfläche tiefer wirken und interne Reflexionen können stärker auffallen.

Das optische Verkleben verbessert zwar häufig das optische Ergebnis, führt jedoch nicht zu einer IK-Einstufung. Die Erreichung der Schutzklassen IK08 oder IK10 hängt von der gesamten Frontbaugruppe ab, einschließlich Glasart und -dicke, Kantenverstärkung, Gehäusestruktur und dem abschließenden Schlagtest.

Die Touch-Bedienung muss zudem durch das Endglas hindurch validiert werden. Das optische Verkleben ersetzt nicht die Abstimmung des PCAP-Controllers hinsichtlich dickem Glas, Wasserabweisung, Handschuhen, Erdung oder elektrischen Störsignalen.

Geräte mit hohen Wartungskosten vor Ort

Verklebte Baugruppen sind teurer und lassen sich für Reparaturzwecke schwerer zerlegen. Dennoch kann das optische Verkleben das Gesamtrisiko eines Projekts verringern, wenn Geräte an vielen Standorten installiert werden oder wenn für den Zugriff auf das Display ein versiegeltes Gehäuse geöffnet werden muss.

Vergleichen Sie die Kosten für die Verklebung mit den Kosten, die durch schlechte Lesbarkeit, Beschlag im Inneren, Ausschuss und Austausch vor Ort entstehen.

Wann Luftbindung immer noch die bessere Wahl ist

Air Bonding ist keine minderwertige Abkürzung. Ziehen Sie diese Methode in Betracht, wenn alle oder die meisten der folgenden Punkte zutreffen:

• Das Display ist dauerhaft abgedunkelt;
• Es fällt kein direktes Sonnenlicht auf den Bildschirm;
• Die Schwankungen bei Luftfeuchtigkeit und Temperatur sind gering;
• Die Frontkonstruktion fügt keine weitere stark reflektierende Glasschicht hinzu;
• Das Display lässt sich leicht ausbauen und reparieren;
• Kosten und Reparaturfreundlichkeit sind wichtiger als ein maximaler Kontrast im Außenbereich.

Ein halb im Freien aufgestelltes Terminal unter einem tiefen Vordach kann daher eine andere Anzeige liefern als eine E-Auto-Ladestation, die auf einem offenen Parkplatz steht, selbst wenn beide dasselbe LCD-Display verwenden.

Was durch optisches Verkleben nicht behoben werden kann

Das optische Bonding hat eine ganz bestimmte Aufgabe: die Beseitigung einer inneren Luftschicht. Es sollte nicht als allgemeine Aussage darüber verwendet werden, dass ein Display für den Einsatz im Freien geeignet ist.

Das behebt nicht:

• Unzureichende LCD-Leuchtdichte. Eine schwache Hintergrundbeleuchtung bleibt auch nach dem Verkleben schwach.
• Reflexion von der freiliegenden Vorderseite. Möglicherweise ist dennoch eine AG- oder AR-Behandlung erforderlich. Siehe AG-, AF- und AR-Glas für industrielle Touch-Displays.
• Sonnenwärme und LCD-Verdunkelung. Auch ein abgedichtetes Außengehäuse erfordert eine ordnungsgemäße thermische Auslegung. Siehe Warum industrielle Displays im Außenbereich überhitzen.
• Wasser dringt in das Gehäuse ein. Das optische Verkleben stellt keine IP65- oder IP66-Abdichtung für das gesamte Produkt dar.
• Schlechte Feinabstimmung. Entscheidend sind nach wie vor die Sensorauslegung, die Reglereinstellungen, die Glasdicke, die Erdung und Störeinflüsse.
• Unzureichender Aufprallschutz. Die Verklebung allein begründet noch keine IK-Schutzklasse.

Viele gescheiterte Projekte im Außenbereich bestehen aus einzelnen Komponenten, die für sich genommen zwar akzeptabel sind, jedoch nie als fertiges Gesamtsystem validiert wurden.

Was vor der Freigabe der Probe zu überprüfen ist

Genehmigen Sie eine geklebte Probe nicht allein auf der Grundlage eines Datenblatts oder eines Labortests. Prüfen Sie die fertig montierte Baugruppe unter Bedingungen, die der endgültigen Einbausituation entsprechen.

Prüfpunkt	Was ist zu bestätigen?
Gebundene Schnittstelle	Stellen Sie genau fest, welcher Luftspalt beseitigt wurde und ob noch ein weiteres vorderes Fenster vorhanden ist.
Helligkeit des fertigen Displays	Messung oder Überprüfung der Leuchtdichte durch das fertige Touchpanel, das Glas und die Oberflächenbehandlung
Lesbarkeit im Freien	Betrachten Sie repräsentative Inhalte unter der erwarteten Sonneneinstrahlungsrichtung und dem erwarteten Betriebswinkel
Haftungsqualität	Auf Blasen, Kantenfehler, Verunreinigungen, Druckstellen, Unregelmäßigkeiten und Fehlausrichtungen prüfen
Umgebungsstabilität	Überprüfen Sie die geklebte Baugruppe unter den für das Projekt vorgeschriebenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen.
Leistung berühren	Test unter Verwendung des endgültigen Glases, der Gehäuseerdung und der erforderlichen Wasser- bzw. Handschuhbedingungen
Frontabdichtung	Überprüfen Sie die Abdichtung zwischen Panel und Gehäuse unabhängig von der optischen Verbindung.
Servicestrategie	Entscheiden Sie, ob eine fehlerhafte, geklebte Baugruppe nachbearbeitet oder als ganze Einheit ausgetauscht wird.

Das Serienmuster sollte das vorgesehene LCD-Modell, das Touchpanel, die Glasdicke, das Klebematerial und die mechanische Halterung verwenden. Ein Muster, das mit einer anderen Panel-Version oder einem dünneren provisorischen Glas hergestellt wurde, gilt nicht als Validierung des endgültigen Aufbaus.

Eine praktische Regel für die Spezifikation

Über die optische Verklebung sollte entschieden werden, bevor die Frontstruktur endgültig festgelegt wird, jedoch erst, nachdem die tatsächlichen Umgebungsbedingungen bekannt sind.

Bei Geräten im Außenbereich, die direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, in feuchter Umgebung stehen oder schwer zu warten sind, ist dies in der Regel eine Anforderung an die Zuverlässigkeit. Bei Installationen im Schatten, in mildem Klima und solchen, die leicht zu reparieren sind, kann dies jedoch einen unnötigen Kostenfaktor darstellen.

Unsere Sichtweise ist klar: Führen Sie kein optisches Bonding durch, nur weil in der Projektbeschreibung “im Außenbereich” steht. Führen Sie es durch, wenn der verbleibende Luftspalt zu messbaren Beeinträchtigungen der Lesbarkeit, zu Beschlagbildung oder zu Risiken beim Außendienst führt – und überprüfen Sie das Ergebnis am kompletten Display, nicht am blanken LCD.

Wenn Sie eine Outdoor-Touch-Monitor, geben Sie bitte die LCD-Größe, die erforderliche Helligkeit, die Sonneneinstrahlung, die Dicke des Deckglases, die Touch-Anforderungen, die Betriebstemperatur, die Versiegelungsmethode, die Befestigungsart und die voraussichtliche Stückzahl an. Diese Angaben reichen aus, um zu beurteilen, ob eine Luftverklebung ausreichend ist oder ob eine optische Verklebung vorgesehen werden sollte, bevor die mechanische Konstruktion freigegeben wird.

Häufig gestellte Fragen

Benötigt jedes Display für den Außenbereich ein optisches Bonding?

Nein. Bei einem halb im Freien installierten Display mit Schatten, geringem Feuchtigkeitsrisiko und einfachem Wartungszugang kann Luftverklebung zum Einsatz kommen. Direkte Sonneneinstrahlung, Temperaturwechsel und schwierige Wartung machen die optische Verklebung sinnvoller.

Benötigt ein LCD mit 1000 Nit eine optische Verklebung?

Der Helligkeitswert allein kann diese Frage nicht beantworten. Auch ein LCD mit 1000 Nit kann unter internen Reflexionen leiden. Begutachten Sie das fertige Display unter den tatsächlichen Umgebungslichtbedingungen.

Erfüllt ein Display durch optisches Bonding die Schutzklasse IP65?

Nein. Dadurch wird der Luftspalt an der geklebten optischen Schnittstelle beseitigt. Der IP-Schutz hängt vom gesamten Gehäuse, der Dichtung, dem Klebstoff, den Fugen, den Steckverbindern und der Montageart ab.

Wird dickes Glas durch optisches Verkleben IK10-konform?

Nein. Das Verkleben mag zwar die optische Integration verbessern und zu einem stabileren Laminat beitragen, doch muss der IK10-Wert von der gesamten Frontstruktur erreicht und nachgewiesen werden.