Air Bonding versus Optical Bonding: hoe maak je een keuze voor industriële beeldschermen?

Als een leverancier van industriële beeldschermen vraagt of je “air bonding” of ‘optical bonding’ nodig hebt, is het juiste antwoord niet automatisch ‘optical’.”

Luchtverlijming is doorgaans de meest praktische keuze voor apparatuur die binnenshuis wordt gebruikt, waarbij kosten en repareerbaarheid een belangrijke rol spelen. Optische verlijming is zinvol wanneer interne reflectie, condensatie op het schermoppervlak, dik beschermglas of dure vervanging ter plaatse een groter risico vormen dan de kosten van de verlijming.

De keuze moet worden gebaseerd op de uiteindelijke apparatuur – niet op welke methode geavanceerder klinkt.

Handleiding voor snelle besluitvorming

Staat van het project	Een beter uitgangspunt	Waarom
HMI-opnames binnenshuis onder gecontroleerde lichtomstandigheden	Luchthechting	Lagere kosten en eenvoudigere vervanging
Prototype of project met kleine oplage	Luchthechting	Vermindert het risico op initiële gereedschaps- en herstelwerkzaamheden
Apparatuur die is ontworpen voor reparaties op componentniveau	Luchthechting	De LCD- en touchscreen-module zijn gemakkelijker uit elkaar te halen
Sterk omgevingslicht of direct zonlicht	Optische hechting	Vermindert reflectie aan het interne luchtgrensvlak
Herhaalde cyclus van temperatuur- en vochtigheidsveranderingen	Optische hechting	Verwijdert de luchtruimte waarin interne condensvorming kan ontstaan
Dik beschermend glas	Overzicht optische verlijming	Door de luchtspleet kunnen reflecties en visuele diepte beter tot uiting komen
Apparatuur die zich op afgelegen locaties bevindt of moeilijk te onderhouden is	Overzicht optische verlijming	Het vervangen ter plaatse kan duurder uitvallen dan het upgraden van de verbinding

Dit zijn uitgangspunten. De constructie van het LCD-scherm, de glasdikte, de gebruiksomgeving en de onderhoudsstrategie moeten nog gezamenlijk worden bekeken.

Wat is luchtbinding?

Bij luchtverlijming – ook wel frameverlijming genoemd – wordt lijm aangebracht langs de rand van het scherm om de aanraakschermmodule of de frontlens aan het LCD-scherm te bevestigen. Het actieve weergavegebied blijft door een luchtspleet gescheiden van het LCD-scherm.

Die constructie wordt veel gebruikt in industriële monitoren. Ze is voordelig, mechanisch eenvoudig en doorgaans gemakkelijker te repareren. Als het LCD-scherm defect raakt, kan de aanraakmodule aan de voorzijde vaak worden verwijderd zonder dat de hele stapel hoeft te worden weggegooid.

Het is een optische afweging. Elk grensvlak tussen lucht en glas kan een deel van het licht dat erdoorheen gaat weerkaatsen. Onder normale fabrieksverlichting is dit effect wellicht aanvaardbaar. Bij fel omgevingslicht kan de extra interne weerkaatsing het schijnbare zwartniveau verhogen en het zichtbare contrast verminderen.

Het luchtruim kan ook een plek worden waar interne condensatie ontstaat als er vocht aanwezig is en het geheel wordt blootgesteld aan temperatuurschommelingen. Door luchtverbinding dringt er geen vocht de behuizing binnen, maar er ontstaat wel een spleet waarin condensatie zichtbaar kan worden.

Wat is optische verlijming?

Bij een typisch PCAP-industrieel beeldscherm vormen het afdekglas en de aanraaksensor al samen een aanraakpaneel. Bij optische verlijming wordt de tussenruimte tussen dat voltooide aanraakpaneel en het voorvlak van het TFT-LCD-scherm opgevuld met transparante optische lijm, waardoor de luchtspleet op dat raakvlak wordt verwijderd.

Sommige apparaten zijn voorzien van een extra beschermend venster vóór het scherm. Als er tussen dat venster en het scherm een luchtlaag blijft bestaan, wordt het tweede reflecterende grensvlak niet verwijderd door de optische verlijming binnenin het scherm. Controleer altijd nauwkeurig welke twee onderdelen aan elkaar worden verlijmd.

Het wegnemen van de interne luchtspleet kan:

• interne reflectie verminderen;
• het waargenomen contrast bij fel omgevingslicht verbeteren;
• de afbeelding dichter bij het voorste oppervlak laten verschijnen;
• het risico op condensvorming op het verlijmingsvlak verminderen;
• een mechanisch beter geïntegreerde displaystapel creëren.

Optische verlijming verhoogt de oorspronkelijke helderheid van het LCD-scherm niet. Het helpt wel om meer van het bruikbare contrast van het scherm te behouden door reflectie binnen de laagenconstructie te verminderen.

Luchtverbinding versus optische verbinding

Beslissende factor	Luchthechting	Optische hechting
Structuur	Lijm langs de rand; er blijft een luchtlaag over	Optische lijm vult de geselecteerde display-interface op
Interne reflectie	Hoger	Onder
Leesbaarheid bij fel licht	Aanvaardbaar bij gecontroleerde verlichting	Meestal beter bij fel omgevingslicht
Risico op interne verneveling	Hoger indien er sprake is van vocht- en temperatuurschommelingen	Lager bij het hechtingsvlak
Aankoopprijs	Onder	Hoger
Reparatie op componentniveau	Meestal makkelijker	Moeilijker en soms onrendabel
Procesrisico	Stof, uitlijning en spleetregeling	Bellen, verontreiniging, overloop, uithardingsfouten, ongelijkmatige afwerking en drukplekken
Typisch gebruik	HMI voor binnengebruik, magazijnterminal, prototype, bruikbare apparatuur	Buitenterminal, scheepsapparatuur, transportdisplay, robuuste openbare interface

Optisch verlijmen is niet per definitie de betrouwbaardere keuze. Een slecht gecontroleerde verlijmde assemblage kan slechter uitpakken dan een correct vervaardigde assemblage met luchtverlijming. De materiaalkeuze, reiniging, het aanbrengen of lamineren, uitharding en inspectie zijn allemaal van invloed op het resultaat.

Wanneer luchthechting de betere keuze is

Luchthechting is een goede keuze wanneer het scherm binnenshuis wordt gebruikt, het omgevingslicht onder controle is en de apparatuur gemakkelijk te onderhouden is. Het is ook nuttig in de vroege prototypefasen, wanneer het LCD-scherm, het aanraakscherm of de mechanische constructie nog kunnen veranderen.

Bij een fabrieks-HMI die in een temperatuurgeregelde kast is gemonteerd, kan optische verlijming extra kosten met zich meebrengen zonder dat daarmee een belangrijk probleem wordt opgelost. Als de machinebouwer van plan is het LCD-scherm tijdens onderhoud afzonderlijk te vervangen, blijft die mogelijkheid bij luchtverlijming ook behouden.

Kiezen voor luchtlijmen onder deze omstandigheden betekent niet dat er aan de kwaliteit wordt ingeboet. Het zorgt ervoor dat de structuur van het display geschikt blijft voor de opdracht.

Wanneer optisch verlijmen de kosten waard is

Optisch verlijmen is beter te rechtvaardigen wanneer de leesbaarheid te wensen overlaat of het vervangen van het scherm te duur zou zijn.

Kiosken die in direct zonlicht staan, oplaadpunten voor elektrische voertuigen, besturingssystemen voor de scheepvaart en vervoersterminals zijn typische voorbeelden. Bij deze toepassingen concurreert interne reflectie met het LCD-beeld. Meer achtergrondverlichting helpt, maar helderheid alleen is niet voldoende om de reflecterende luchtlaag te elimineren.

Vocht- en temperatuurwisselingen vormen een andere reden om de hechting te beoordelen. Door de luchtspleet weg te nemen, wordt het specifieke risico op zichtbare condensatie tussen de aanraakmodule en het LCD-scherm verminderd. Dit maakt de behuizing echter niet waterdicht en heeft geen invloed op de vochtigheid elders in het apparaat.

Dik beschermglas kan het verschil tussen de twee constructies ook duidelijker maken. Het beeld kan achter een luchtspleet dieper lijken, vooral onder een bepaalde hoek. Verlijming kan de optische integratie verbeteren, maar leidt op zichzelf niet tot een IK-classificatie. De prestaties van de IK10 zijn afhankelijk van de geteste complete voorzijde, inclusief het glas, de randversteviging, de behuizing en de montageconstructie.

Zie voor een uitgebreide gids om keuzes te maken op het gebied van buitenactiviteiten wanneer industriële beeldschermen voor buitengebruik optische verlijming nodig hebben.

Als voor optische verlijming wordt gekozen: OCA of OCR?

Zowel OCA als OCR kunnen de luchtspleet wegwerken, maar in de praktijk gedragen ze zich verschillend.

OCA (optisch heldere kleeflaag) is een stevige kleeffolie met een gecontroleerde dikte. Dit kan een efficiënte oplossing zijn wanneer de te verlijmen oppervlakken vlak zijn en de vereiste verlijmingsspleet overeenkomt met een beschikbare foliesamenstelling.

OCR (optisch heldere hars) wordt in vloeibare vorm aangebracht en uitgehard nadat het de hechtingsinterface heeft opgevuld. Het vloeibare proces is geschikt voor structuren of spleetomstandigheden die moeilijk te realiseren zijn met een film met een vaste dikte. LOCA verwijst doorgaans naar een vloeibare, optisch heldere lijm die uithardt onder invloed van licht, meestal UV-licht; de termen LOCA en OCR worden in commerciële discussies vaak door elkaar gebruikt, hoewel ze het materiaal vanuit enigszins verschillende perspectieven beschrijven.

Geen van beide methoden is in alle gevallen beter. De keuze hangt af van:

• Geometrie van het LCD-scherm en de rand;
• schermgrootte en hechtingsoppervlak;
• vereiste lijmdikte;
• opbouw van het afdekglas en het aanraakscherm;
• eisen op het gebied van temperatuur, UV-straling en betrouwbaarheid;
• productieapparatuur, procesbesturing en verwachte hoeveelheid.

OCA vereist een nauwkeurige uitlijning, schone oppervlakken en een correcte laminering. OCR vereist controle over de dosering, luchtbellen, overlopen, lijmdikte en uitharding. De kosten hangen ook af van de afmetingen, het materiaalverbruik, de opbrengst en het herstelwerk – niet alleen van het feit of de lijm in de vorm van een folie of een vloeistof wordt aangebracht.

Wat optische verlijming niet kan verhelpen

Optisch verlijmen heeft één hoofddoel: het verwijderen van een interne luchtlaag. Het mag niet worden gebruikt als algemene bewering dat een scherm geschikt is voor gebruik buitenshuis of robuust is.

Dat is niet het geval:

• van een LCD-scherm met lage helderheid een scherm maken dat in zonlicht leesbaar is;
• de reflectie van het blootgestelde voorvlak verwijderen;
• een afdichting voor een behuizing met beschermingsklasse IP65 of IP66 maken;
• de IK08- of IK10-slagvastheid vaststellen;
• voorkomen dat het LCD-scherm zwart wordt door te hoge temperaturen;
• corrigeer een onjuiste afstemming van de PCAP, de aarding of elektrische storing.

De leesbaarheid buitenshuis moet als een totaalconcept worden bekeken. De helderheid van het LCD-scherm, de optische verlijming, de behandeling van het vooroppervlak en de installatiehoek spelen allemaal een rol. Onze Keuzegids voor in zonlicht afleesbare beeldschermen legt uit hoe deze factoren op elkaar inwerken. Zie voor reflectie op het voorvlak, vingerafdrukken en schittering de verschillen tussen AG-, AR- en AF-glasbehandelingen.

Wat moet er worden gecontroleerd aan het voltooide monster?

Keur een verbindingsmethode niet goed op basis van alleen een specificatieblad. Inspecteer en test de voltooide displaystapel.

Controleer	Wat moet worden bevestigd?
Gebonden interface	Stel vast welke lagen precies aan elkaar zijn gehecht en of er nog een luchtspleet overblijft
Visuele inspectie	Geen luchtbellen, verontreiniging, overtollige lijm of randafwijkingen in het zichtgebied
Uniformiteit van het beeld	Geen nieuwe vlekken, drukplekken of plaatselijke veranderingen in helderheid
Eindluminantie	Meten door het uiteindelijke aanraakscherm, het afdekglas en de oppervlaktebehandeling heen
Leesbaarheid	Test representatieve UI-inhoud onder de verwachte omgevingslichtomstandigheden en kijkhoek
Bediening via aanraakscherm	Controleer of het definitieve glas, de aarding, de handschoenen, het water en het vereiste besturingssysteem aanwezig zijn
Omgevingsomstandigheden	Controleer of de voor het project vereiste temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden aanwezig zijn
Serviceplan	Bepaal of een defecte gestapelde eenheid met lijmverbinding moet worden hersteld of als één geheel moet worden vervangen

Deze eindcontrole is belangrijk omdat een verlijmingsproces er op het bureau misschien goed uitziet, maar in de praktijk toch kan mislukken.

De praktische beslissing

Gebruik luchtverlijming wanneer de omgeving gecontroleerd is, de kosten een rol spelen en reparatie op componentniveau de moeite waard is. Gebruik optische verlijming wanneer interne reflectie, beslaan van het grensvlak of vervanging ter plaatse een groter bedrijfsrisico met zich meebrengt.

Kies vervolgens voor OCA of OCR op basis van de daadwerkelijke constructie van het LCD-scherm en de touch-stack – en niet op basis van een voorkeursterm uit de marketing.

Als u een industriële monitor of panel-pc ontwikkelt, geef dan de afmetingen van het LCD-scherm, de helderheid, de tekening van het beschermglas, de gebruiksomgeving, de bevestigingsmethode en de verwachte afnamehoeveelheid door. Eagle Touch kan beoordelen of luchtverlijming voldoende is of dat er optische verlijming moet worden toegepast, nog voordat het mechanische ontwerp wordt vrijgegeven. U kunt ook onze platforms met touchscreen voor buitengebruik of neem contact op met ons team afgestemd op de eisen van uw project.