I display industriali per esterni necessitano di incollaggio ottico?

Il bonding ottico non è automaticamente necessario solo perché un display è definito “da esterno”. Diventa invece una forte raccomandazione tecnica quando lo schermo deve rimanere leggibile alla luce diretta del sole, quando il gruppo frontale è esposto a umidità e sbalzi di temperatura, oppure quando la sostituzione in loco di un display guasto risulterebbe costosa.

Nel caso di un terminale ombreggiato da una tettoia, con variazioni di temperatura limitate e facile accesso per la manutenzione, il collegamento ad aria potrebbe comunque rappresentare la scelta più pratica.

La questione non è se l’incollaggio ottico sia più avanzato, bensì se lo spazio d’aria comporti un rischio inaccettabile in termini di prestazioni ottiche o di affidabilità nell’apparecchiatura finita.

La risposta breve

Condizioni di installazione	Consiglio pratico	Motivo principale
Esposizione diretta alla luce solare per una parte o per tutta la giornata	Di norma si consiglia l'incollaggio ottico	Riduce la riflessione interna e contribuisce a preservare il contrasto visibile
Caricatore per veicoli elettrici da esterno, terminale di pagamento o chiosco pubblico	Di norma si consiglia l'incollaggio ottico	Sia la leggibilità che i costi dell'assistenza sul campo sono importanti
Umidità e cicli termici ripetuti	Di norma si consiglia l'incollaggio ottico	Elimina lo spazio d'aria in cui può formarsi la condensa tra gli strati incollati
Vetro protettivo spesso utilizzato davanti allo schermo LCD	Valutare tempestivamente l'incollaggio ottico	Lo spazio d'aria può rendere più evidenti la riflessione e la profondità visiva
Installazione semi-esterna ombreggiata	L'incollaggio ad aria può essere accettabile	Minore esposizione alla luce ambientale e minor rischio di condensa
Apparecchiature di breve durata con sostituzione semplice del display	L'incollaggio ad aria può essere accettabile	Un costo iniziale inferiore e una maggiore facilità di riparazione potrebbero prevalere sul vantaggio estetico
HMI controllata in ambiente interno	Il bonding ottico non è solitamente necessario	L'ambiente non giustifica il costo aggiuntivo e la difficoltà di rielaborazione

Nessun valore di luminosità, grado di protezione IP o spessore del vetro può determinare da solo il metodo di incollaggio. È necessario esaminare l'intero stack frontale nel suo contesto di installazione reale.

Che cos'è, in realtà, l'incollaggio ottico?

In un tipico display industriale PCAP, il vetro di copertura e il sensore tattile formano già un unico gruppo touch. Il processo di incollaggio ottico prevede normalmente la laminazione diretta di tale gruppo touch sulla superficie frontale dello schermo LCD TFT mediante un adesivo ottico trasparente, eliminando così l'interstizio d'aria presente in tale interfaccia.

Alcune apparecchiature prevedono l'aggiunta di un'ulteriore finestra protettiva davanti al display finito. Se tra tale finestra e il display rimane uno spazio d'aria, si crea un'altra coppia di superfici riflettenti. Il fatto che un fornitore affermi che “il bonding ottico è incluso” non significa necessariamente che tutte le interfacce ottiche dell'apparecchiatura installata siano sottoposte a bonding.

Prima di approvare il progetto, verificare quanto segue:

• quali sono i due elementi da unire;
• se davanti rimarrà una finestra di protezione separata;
• se la luminosità indicata si riferisce allo schermo LCD nudo o all'insieme completo della parte frontale.

Per un confronto dettagliato tra l'incollaggio dei telai, la tecnologia OCA e la tecnologia OCR, si veda Incollaggio ottico vs incollaggio ad aria: come scegliere per i display touch industriali. La prima decisione da prendere in questo caso è semplicemente se, per l'applicazione all'esterno, sia necessario eliminare l'intercapedine d'aria.

Perché l’air gap è importante all’aperto

Un display di tipo “air-bonded” presenta un’interfaccia d’aria tra lo schermo LCD e il pannello tattile o la lente frontale. Parte della luce viene riflessa mentre passa tra materiali con indici di rifrazione diversi. In ambienti interni, ciò può risultare accettabile. In presenza di forte luce ambientale, tali riflessi aumentano il livello del nero e sbiadiscono l’immagine, riducendo il contrasto utile per l’operatore.

L'incollaggio ottico sostituisce lo spazio d'aria con un materiale trasparente le cui proprietà ottiche sono più simili a quelle degli strati circostanti. Ciò riduce i riflessi all'interno della struttura. Non elimina completamente i riflessi dal vetro, né aumenta la luminosità; contribuisce invece a far sì che la luminosità disponibile raggiunga lo spettatore in modo più efficace.

Ecco perché indicare solo “1000 nit” o “1500 nit” non è sufficiente. La luminosità e la riflessione interna influiscono in modi diversi sulla leggibilità all’aperto; un display LCD luminoso, se posto dietro uno schermo frontale mal regolato, può comunque risultare di difficile lettura.

Per ulteriori informazioni sui fattori che determinano la luminosità — tra cui la luminanza dello schermo finito, l’angolo di installazione e l’esposizione alla luce solare diretta — consultare Come scegliere un monitor leggibile alla luce del sole per l'uso all'aperto.

Quando l'incollaggio ottico si ripaga

Caricabatterie per veicoli elettrici Direct-Sun e terminali di pagamento

Il display di un caricatore per veicoli elettrici può essere esposto alla luce diretta del sole, alla pioggia, all’uso da parte del pubblico e a forti sbalzi di temperatura tra il giorno e la notte. Inoltre, lo schermo è posizionato dietro una struttura frontale protettiva e potrebbe risultare difficile da sostituire una volta che il caricatore è stato installato.

In questa situazione, il bonding ottico è solitamente giustificato. Dovrebbe essere scelto in base a un’adeguata luminosità del display finito e a un trattamento adeguato della superficie frontale, senza essere utilizzato come sostituto di questi ultimi.

Attrezzature per uso esterno sottoposte a cicli di umidità e temperatura

L'aria presente nello spazio tra i vetri del display può contenere umidità. Quando la temperatura degli strati subisce variazioni, in tale spazio può formarsi della condensa. Una volta che ciò si verifica all'interno di un gruppo frontale sigillato, raramente è possibile effettuare una semplice riparazione in loco.

L'incollaggio ottico riduce questo rischio specifico eliminando lo spazio d'aria presente nell'interfaccia di incollaggio. Tuttavia, non elimina l'umidità presente in altre parti dell'involucro e non sostituisce la sigillatura, il drenaggio, la ventilazione o il controllo dell'umidità dell'involucro stesso.

Vetro frontale spesso o resistente agli urti

Il vetro di protezione di grosso spessore è comunemente utilizzato nei terminali pubblici e nelle apparecchiature antivandaliche. Quando il vetro di grosso spessore è abbinato a un'intercapedine d'aria, l'immagine può apparire più profonda rispetto alla superficie e i riflessi interni possono diventare più evidenti.

L'incollaggio ottico spesso migliora il risultato ottico, ma non garantisce una classificazione IK. Le prestazioni IK08 o IK10 dipendono dall'intero gruppo frontale, compresi il tipo e lo spessore del vetro, il supporto dei bordi, la struttura dell'involucro e la prova di impatto finale.

Il funzionamento tattile deve essere verificato anche attraverso il vetro finale. Il bonding ottico non sostituisce la messa a punto del controller PCAP per vetri spessi, la repulsione dell’acqua, l’uso di guanti, la messa a terra o il rumore elettrico.

Attrezzature con costi di manutenzione sul campo elevati

I gruppi incollati hanno un costo maggiore e sono più difficili da smontare per la riparazione. Ciononostante, l’incollaggio ottico può ridurre il rischio complessivo del progetto quando le apparecchiature vengono installate in diverse sedi o quando, per accedere al display, è necessario aprire un armadio sigillato.

Confrontate il costo dell'incollaggio con quello derivante da scarsa leggibilità, appannamento interno, apparecchiature scartate e sostituzioni sul campo.

Quando l’incollaggio ad aria rimane la scelta migliore

L'air bonding non è una soluzione di compromesso di bassa qualità. Prendila in considerazione quando si verificano tutte o la maggior parte delle seguenti condizioni:

• il display è costantemente oscurato;
• lo schermo non sia esposto alla luce diretta del sole;
• le variazioni di umidità e temperatura sono limitate;
• la struttura frontale non aggiunge un altro strato di vetro altamente riflettente;
• il display è facile da smontare e riparare;
• Il costo e la riparabilità contano più del contrasto massimo in condizioni di luce esterna.

Un terminale semi-all'aperto, situato sotto una tettoia alta, può quindi fornire una risposta diversa rispetto a un caricatore per veicoli elettrici collocato in un parcheggio all'aperto, anche se entrambi utilizzano lo stesso schermo LCD.

Cosa non risolve l’incollaggio ottico

L'incollaggio ottico ha una funzione specifica: eliminare una sacca d'aria interna. Non dovrebbe essere utilizzato come affermazione generica per indicare che un display è adatto all'uso all'aperto.

Non risolve:

• Luminanza dello schermo LCD insufficiente. Una retroilluminazione debole rimane tale anche dopo l'incollaggio.
• Riflesso dalla superficie frontale esposta. Potrebbe comunque essere necessario un trattamento con AG o AR. Vedi Vetro AG, AF e AR per display touch industriali.
• Calore solare e oscuramento dello schermo LCD. Anche una struttura esterna sigillata richiede comunque una progettazione termica adeguata. Vedi Perché i display industriali per esterni si surriscaldano.
• Infiltrazione d'acqua nell'involucro. L'incollaggio ottico non costituisce una tenuta IP65 o IP66 per l'intero prodotto.
• Regolazione del tocco inadeguata. La progettazione dei sensori, le impostazioni del controller, lo spessore del vetro, la messa a terra e le interferenze continuano a essere fattori determinanti.
• Protezione dagli urti insufficiente. Il solo incollaggio non è sufficiente a garantire una classificazione IK.

Molti progetti all’aperto falliti contengono elementi che, presi singolarmente, sono accettabili, ma che non sono mai stati verificati nel loro insieme come sistema finito.

Cosa verificare prima di approvare il campione

Non approvare un campione incollato basandosi esclusivamente su una scheda tecnica o su una prova di laboratorio. Verificare l'assemblaggio completato in condizioni che rispecchino l'installazione finale.

Elemento di verifica	Cosa verificare
Interfaccia incollata	Indicare con esattezza quale spazio d’aria è stato eliminato e se rimane un’altra finestra anteriore
Luminosità dello schermo in modalità di visualizzazione finale	Misurare o verificare la luminanza attraverso il pannello tattile finale, il vetro e il trattamento superficiale
Leggibilità all'aperto	Visualizzare contenuti rappresentativi in base alla direzione prevista della luce solare e all’angolo di funzionamento
Qualità dell'incollaggio	Verificare la presenza di bolle, difetti sui bordi, contaminazioni, segni di pressione, irregolarità e disallineamenti
Stabilità ambientale	Verificare la tenuta dell'assemblaggio incollato nelle condizioni di temperatura e umidità previste dal progetto
Prestazioni tattili	Effettuare la prova con il vetro definitivo, la messa a terra dell’involucro e le condizioni richieste relative all’acqua o ai guanti
Sigillatura frontale	Verificare la tenuta tra il pannello e l'involucro separatamente dal collegamento ottico
Strategia di servizio	Decidere se un gruppo incollato difettoso debba essere riparato o sostituito nella sua interezza

Il campione di produzione deve utilizzare il modello di LCD previsto, il pannello touch, lo spessore del vetro, il materiale di incollaggio e il supporto meccanico previsti. Un campione realizzato con una versione diversa del pannello o con un vetro provvisorio più sottile non è valido ai fini della convalida dell'assemblaggio finale.

Una regola pratica per la definizione delle specifiche

La scelta del incollaggio ottico dovrebbe essere presa prima che la struttura frontale sia definita in via definitiva, ma dopo aver compreso le condizioni reali dell'ambiente.

Per le apparecchiature da esterno esposte alla luce diretta del sole, in ambienti umidi o di difficile manutenzione, si tratta solitamente di un requisito di affidabilità. Per le installazioni all’ombra, in ambienti con condizioni climatiche miti e facilmente riparabili, potrebbe trattarsi di una spesa superflua.

La nostra posizione è chiara: non aggiungere il bonding ottico solo perché nella descrizione del progetto compare la dicitura “outdoor”. Aggiungerlo quando lo spazio d’aria residuo comporta un rischio misurabile in termini di leggibilità, appannamento o manutenzione sul campo — e verificare il risultato sul display completo, non sul solo pannello LCD.

Se stai valutando un monitor tattile da esterno, indicare le dimensioni del display LCD, la luminosità richiesta, l’esposizione alla luce solare, lo spessore del vetro di copertura, le caratteristiche del touch, la temperatura di esercizio, il metodo di sigillatura, la struttura di montaggio e la quantità prevista. Questi dettagli sono sufficienti per valutare se l’incollaggio ad aria rimanga una soluzione accettabile o se sia necessario prevedere l’incollaggio ottico prima dell’approvazione del progetto meccanico.

Domande frequenti

Ogni display per esterni richiede l'incollaggio ottico?

No. In un display semi-esterno ombreggiato, con rischio di umidità limitato e facile accesso per la manutenzione, è possibile ricorrere all’air bonding. L’esposizione diretta alla luce solare, gli sbalzi di temperatura e la difficoltà di manutenzione rendono invece più indicato l’optical bonding.

Un LCD da 1000 nit necessita di incollaggio ottico?

Il valore di luminosità da solo non basta a rispondere a questa domanda. Uno schermo LCD da 1000 nit potrebbe comunque presentare riflessi interni. Valuta lo schermo finito nelle condizioni effettive di luce ambientale.

Il bonding ottico rende un display conforme alla norma IP65?

No. Elimina lo spazio d'aria a livello dell'interfaccia ottica incollata. Il grado di protezione IP dipende dall'involucro nel suo complesso, dalla guarnizione, dall'adesivo, dai giunti, dai connettori e dal metodo di installazione.

Il bonding ottico rende il vetro spesso conforme alla norma IK10?

No. L'incollaggio può migliorare l'integrazione ottica e contribuire a rafforzare la struttura laminata, ma il requisito IK10 deve essere soddisfatto e verificato dall'intera struttura frontale.