Collage à l'air ou collage optique : comment faire le bon choix pour les écrans industriels ?

Lorsqu'un fournisseur d'écrans industriels vous demande si vous avez besoin d'un collage à l'air ou d'un collage optique, la bonne réponse n'est pas automatiquement “ optique ”.”

Le collage à l'air est généralement la solution la plus pratique pour les équipements d'intérieur contrôlés, lorsque le coût et la facilité de réparation sont des critères importants. Le collage optique s'avère utile lorsque la réflexion interne, la condensation au niveau de l'interface de l'écran, l'épaisseur du verre de protection ou le coût élevé d'un remplacement sur site représentent un risque supérieur au coût du collage.

La décision doit se fonder sur l'équipement final, et non sur la méthode qui semble la plus sophistiquée.

Guide de décision rapide

État du projet	Un meilleur point de départ	Pourquoi
IHM d'intérieur sous un éclairage contrôlé	Collage à l'air	Coût réduit et remplacement plus facile
Projet de prototype ou de production en petite série	Collage à l'air	Réduit les risques liés à l'outillage initial et aux retouches
Équipement conçu pour la réparation au niveau des composants	Collage à l'air	L'écran LCD et le module tactile sont plus faciles à séparer
Lumière ambiante intense ou rayonnement solaire direct	Liaison optique	Réduit la réflexion au niveau de l'interface air-air interne
Cycles répétés de variation de température et d'humidité	Liaison optique	Élimine l'espace d'air dans lequel de la buée interne peut se former
Verre de protection épais	Revoir le collage optique	L'espace d'air peut accentuer l'effet de réflexion et donner une impression de profondeur visuelle plus marquée
Équipements situés dans des zones isolées ou difficiles d'accès pour la maintenance	Revoir le collage optique	Le remplacement sur site pourrait coûter plus cher que la mise à niveau du système de mise à la terre

Ce ne sont que des points de départ. La conception de l'écran LCD, l'épaisseur du verre, l'environnement d'exploitation et la stratégie de maintenance doivent encore être examinés ensemble.

Qu'est-ce que le collage à l'air ?

Le collage à l'air — également appelé « collage du cadre » — consiste à appliquer de la colle sur le pourtour de l'écran afin de fixer l'ensemble de l'écran tactile ou la lentille avant à l'écran LCD. La zone d'affichage active reste séparée de l'écran LCD par un espace d'air.

Cette structure est largement utilisée dans les écrans industriels. Elle est économique, simple sur le plan mécanique et généralement plus facile à réparer. En cas de panne de l'écran LCD, il est souvent possible de retirer le module tactile avant sans avoir à jeter l'ensemble complet.

Le compromis est d'ordre optique. Chaque interface air-verre peut réfléchir une partie de la lumière qui la traverse. Sous un éclairage industriel classique, cet effet peut s'avérer acceptable. En présence d'une forte lumière ambiante, ces réflexions internes supplémentaires peuvent rehausser le niveau de noir apparent et réduire le contraste visible.

L'espace d'air peut également devenir un lieu de formation de buée interne en cas de présence d'humidité et si l'ensemble est soumis à des variations de température. Le collage à l'air n'entraîne pas la pénétration d'humidité dans l'enceinte, mais il laisse un interstice dans lequel de la condensation peut apparaître.

Qu'est-ce que le collage optique ?

Dans un écran industriel PCAP classique, la vitre de protection et le capteur tactile forment déjà un ensemble tactile. Le collage optique consiste à combler l'interface entre cet ensemble tactile complet et la surface avant de l'écran LCD TFT à l'aide d'un adhésif optique transparent, éliminant ainsi l'interstice d'air au niveau de cette interface.

Certains équipements comportent une vitre de protection supplémentaire devant l'écran. Si cette vitre reste séparée par un espace d'air, le collage optique à l'intérieur de l'écran ne permet pas d'éliminer la deuxième interface réfléchissante. Vérifiez toujours précisément quels sont les deux éléments à coller.

La suppression de l'espace d'air interne peut :

• réduire la réflexion interne ;
• améliorer le contraste perçu en cas de forte luminosité ambiante ;
• faire en sorte que l'image apparaisse plus près de la surface avant ;
• réduire le risque de formation de buée au niveau de l'interface de collage ;
• créer un ensemble d'écrans plus intégré sur le plan mécanique.

Le collage optique n'augmente pas la luminosité native de l'écran LCD. Il permet de préserver davantage le contraste utile de l'écran en réduisant les reflets à l'intérieur de l'empilement.

Collage à l'air vs collage optique

Facteur déterminant	Collage à l'air	Liaison optique
Structure	Adhésif sur tout le pourtour ; l'espace d'air est conservé	Un adhésif optique remplit l'interface d'affichage sélectionnée
Réflexion interne	Plus élevé	Plus bas
Lisibilité en pleine lumière	Acceptable sous un éclairage contrôlé	Généralement, les résultats sont meilleurs en cas de forte luminosité ambiante
Risque de formation de buée interne	Plus élevée en cas de variations cycliques de l'humidité et de la température	Plus bas au niveau de l'interface de liaison
Coût initial	Plus bas	Plus élevé
Réparation au niveau des composants	Généralement plus facile	Plus difficile et parfois peu rentable
Risque lié aux processus	Contrôle de la poussière, de l’alignement et de l’écart	Bulles, contamination, débordement, défauts de durcissement, irrégularités et marques de pression
Utilisation typique	IHM d'intérieur, terminal d'entrepôt, prototype, équipement en état de marche	Terminal d'extérieur, équipement maritime, affichage destiné au secteur des transports, interface publique résistante

Le collage optique n'est pas systématiquement la solution la plus fiable. Un assemblage collé mal contrôlé peut s'avérer moins performant qu'un assemblage à joint d'air correctement réalisé. Le choix des matériaux, le nettoyage, l'application ou la stratification, le durcissement et le contrôle qualité sont autant de facteurs qui influent sur le résultat.

Quand le collage à l'air est la meilleure option

Le collage à l'air est une solution judicieuse lorsque l'écran fonctionne en intérieur, que la lumière ambiante est contrôlée et que l'équipement est facile à entretenir. Il s'avère également utile lors des premières phases de prototypage, lorsque l'écran LCD, l'écran tactile ou la structure mécanique sont encore susceptibles d'évoluer.

Dans le cas d'une IHM d'usine installée à l'intérieur d'une armoire à température contrôlée, le collage optique peut entraîner un surcoût sans pour autant résoudre un problème important. Si le constructeur de la machine prévoit de remplacer l'écran LCD séparément lors des opérations de maintenance, le collage à l'air permet également de conserver cette possibilité.

Opter pour le collage à l'air dans ces conditions ne signifie pas sacrifier la qualité. Il s'agit simplement de conserver une structure d'affichage adaptée au travail à réaliser.

Quand le collage optique en vaut la peine

Le collage optique se justifie davantage lorsque la lisibilité est médiocre ou que le remplacement de l'écran s'avérerait coûteux.

Les bornes exposées directement au soleil, les chargeurs de véhicules électriques, les commandes nautiques et les terminaux de transport en sont des exemples typiques. Dans ces applications, la réflexion interne entre en concurrence avec l'image de l'écran LCD. Un rétroéclairage plus intense peut aider, mais la luminosité à elle seule ne suffit pas à éliminer l'interface air-air réfléchissante.

Les variations d'humidité et de température constituent une autre raison d'évaluer l'étanchéité des assemblages. La suppression de l'espace d'air réduit le risque spécifique de condensation visible entre le module tactile et l'écran LCD. Elle ne rend toutefois pas le boîtier étanche et ne permet pas de contrôler l'humidité dans le reste de l'équipement.

Un verre de protection épais peut également accentuer la différence entre les deux structures. L'image peut paraître plus profonde derrière un espace d'air, en particulier sous un certain angle. Le collage peut améliorer l'intégration optique, mais il ne garantit pas à lui seul un indice de résistance IK. Les performances de l'IK10 dépendent de l'ensemble avant complet soumis aux essais, y compris le verre, le renfort de bord, le boîtier et la structure de fixation.

Pour consulter un guide détaillé sur les activités de plein air, rendez-vous sur lorsque les écrans industriels destinés à une utilisation en extérieur nécessitent un collage optique.

Si l'on opte pour le collage optique : OCA ou OCR ?

L'OCA et l'OCR permettent tous deux de supprimer l'espace d'air, mais leur comportement diffère en conditions réelles.

OCA (adhésif optiquement transparent) Il s'agit d'un film adhésif rigide d'épaisseur contrôlée. Il peut constituer une solution efficace lorsque les surfaces à assembler sont planes et que l'espace de collage requis correspond à la structure du film disponible.

OCR (résine optiquement transparente) est appliqué sous forme liquide et durci une fois qu’il a rempli l’interface de collage. Le procédé liquide permet de s’adapter à des structures ou à des conditions d’espace qui posent des difficultés pour un film d’épaisseur fixe. Le terme LOCA désigne généralement un adhésif liquide optiquement transparent durci par la lumière, le plus souvent par rayonnement UV ; les termes LOCA et OCR sont souvent utilisés conjointement dans les discussions commerciales, bien qu’ils décrivent le matériau sous des angles légèrement différents.

Aucune de ces deux méthodes n'est meilleure en toutes circonstances. Le choix dépend :

• Géométrie de la surface et du cadre de l'écran LCD ;
• taille de l'écran et surface de collage ;
• épaisseur d'adhésif requise ;
• structure du verre de protection et de l'écran tactile ;
• exigences en matière de température, de rayonnement UV et de fiabilité ;
• équipements de production, contrôle des processus et quantité prévue.

L'OCA exige un alignement précis, des surfaces propres et un laminage correct. L'OCR exige une maîtrise de la dosage, des bulles, des débordements, de l'épaisseur de la colle et du durcissement. Le coût dépend également de la taille, de la quantité de matériau utilisée, du rendement et des retouches — et pas seulement du fait que la colle soit sous forme de film ou de liquide.

Ce que le collage optique ne permet pas de résoudre

Le collage optique a pour principale fonction d'éliminer une poche d'air interne. Il ne doit pas être utilisé pour affirmer de manière générale qu'un écran est adapté à une utilisation en extérieur ou qu'il est robuste.

Ce n'est pas le cas :

• transformer un écran LCD à faible luminosité en un écran lisible en plein soleil ;
• éliminer les reflets sur la surface avant exposée ;
• réaliser un joint d'étanchéité pour un boîtier IP65 ou IP66 ;
• déterminer la résistance aux chocs selon les normes IK08 ou IK10 ;
• empêcher le noircissement de l'écran LCD dû à une température excessive ;
• corriger un mauvais réglage du PCAP, un problème de mise à la terre ou des interférences électriques.

La lisibilité en extérieur doit être évaluée dans le cadre d'un système global. La luminance de l'écran LCD, le collage optique, le traitement de la surface avant et l'angle d'installation sont autant de facteurs qui entrent en ligne de compte. Notre Guide de sélection des écrans lisibles en plein soleil explique comment ces facteurs interagissent. En ce qui concerne la réflexion sur la face avant, les empreintes digitales et les reflets, consultez les différences entre Traitements de verre AG, AR et AF.

Éléments à vérifier sur l'échantillon fini

Ne validez pas une méthode de collage sur la seule base d'une fiche technique. Inspectez et testez l'ensemble d'écrans une fois assemblé.

Vérifier	Ce qu'il faut vérifier
Interface collée	Déterminez précisément quelles couches sont collées entre elles et s'il subsiste un autre espace d'air
Inspection visuelle	Aucune bulle, aucune contamination, aucun débordement de colle ni aucun défaut au niveau des bords dans la zone de visualisation
Uniformité de l'affichage	Aucun nouveau « mura », aucune marque de pression ni aucun changement local de luminosité
Luminance finale	Mesure à travers l'écran tactile final, le verre de protection et le traitement de surface
Lisibilité	Tester le contenu représentatif de l'interface utilisateur dans les conditions prévues de lumière ambiante et d'angle de vision
Commande tactile	Vérifier que le verre, la mise à la terre, les gants, l'eau et le système d'exploitation requis sont bien présents
Conditions environnementales	Vérifier les conditions de température et d'humidité requises par le projet
Plan de service	Déterminer si une pile collée défectueuse doit être réparée ou remplacée en tant qu'ensemble complet

Cette inspection finale est importante, car un procédé de collage peut sembler parfait sur un bureau, mais s'avérer défaillant lors de la mise en œuvre réelle.

La décision pratique

Optez pour le collage à l'air lorsque l'environnement est contrôlé, que le coût est un facteur déterminant et que la réparation au niveau des composants présente un intérêt. Optez pour le collage optique lorsque la réflexion interne, la formation de buée à l'interface ou le remplacement sur site constituent un risque commercial plus important.

Sélectionnez ensuite « OCA » ou « OCR » en fonction de la configuration réelle de l'écran LCD et de la couche tactile, et non en fonction d'un terme marketing préféré.

Si vous développez un écran industriel ou un PC à écran tactile, veuillez nous communiquer la taille de l'écran LCD, sa luminosité, le plan du verre de protection, l'environnement d'utilisation, le mode de fixation et la quantité prévue. Eagle Touch pourra ainsi déterminer si le collage à l'air est suffisant ou s'il convient d'opter pour un collage optique avant la validation de la conception mécanique. Vous pouvez également consulter notre plateformes d'écrans tactiles d'extérieur ou contacter notre équipe en fonction des exigences de votre projet.