Нужна ли оптическая склеивка для промышленных дисплеев, устанавливаемых на открытом воздухе?

Оптическое склеивание не является обязательным условием только потому, что дисплей обозначен как “для наружного использования”. Оно становится настоятельной технической рекомендацией в тех случаях, когда экран должен оставаться читаемым при прямом попадании солнечных лучей, передняя часть конструкции подвергается воздействию влажности и перепадов температуры, либо когда замена вышедшего из строя дисплея в полевых условиях обходится дорого.

В случае затененного терминала под навесом, где колебания температуры незначительны и обеспечен удобный доступ для технического обслуживания, воздушное соединение по-прежнему может оказаться более практичным решением.

Вопрос заключается не в том, является ли оптическое склеивание более передовой технологией. Вопрос в том, создаёт ли воздушный зазор недопустимый риск для оптических характеристик или надежности готового оборудования.

Краткий ответ

Условия установки	Практическая рекомендация	Основная причина
Прямые солнечные лучи в течение части или всего дня	Обычно рекомендуется использовать оптическое склеивание	Снижает внутреннее отражение и способствует сохранению видимого контраста
Уличная зарядная станция для электромобилей, платежный терминал или общественный киоск	Обычно рекомендуется использовать оптическое склеивание	Важны как удобство чтения, так и затраты на обслуживание на месте
Влажность в сочетании с многократными циклами изменения температуры	Обычно рекомендуется использовать оптическое склеивание	Устраняет воздушную прослойку, в которой может образовываться запотевание между склеенными слоями
Толстое защитное стекло, установленное перед ЖК-дисплеем	Своевременно проверьте качество оптического склеивания	Воздушный зазор может сделать отражение и визуальную глубину более заметными
Установка в полуоткрытом месте с затенением	Склеивание воздухом может быть допустимо	Снижение риска, связанного с освещенностью окружающей среды и образованием конденсата
Оборудование с коротким сроком службы и простой заменой дисплея	Склеивание воздухом может быть допустимо	Более низкая начальная стоимость и простота ремонта могут перевесить преимущества оптического качества
Управляемый интерфейс человека-машины в помещении	Оптическое склеивание, как правило, не требуется	Экологические соображения не оправдывают дополнительные затраты и сложность доработки

Ни показатель яркости, ни класс защиты IP, ни толщина стекла сами по себе не могут определить метод склейки. Необходимо рассмотреть весь передний блок в реальных условиях установки.

Что на самом деле представляет собой оптическая склеивка?

В типичном промышленном дисплее типа PCAP защитное стекло и сенсорный датчик уже образуют единый сенсорный блок. При оптическом склеивании этот сенсорный блок, как правило, непосредственно приклеивается к лицевой поверхности TFT-ЖК-дисплея с помощью прозрачного оптического клея, что позволяет устранить воздушную прослойку на границе раздела.

В некоторых устройствах перед готовым дисплеем устанавливается дополнительное защитное стекло. Если между этим стеклом и дисплеем остается воздушный зазор, возникает еще одна пара отражающих поверхностей. Утверждение поставщика о том, что “оптическое склеивание включено в комплект”, не обязательно означает, что все оптические интерфейсы в установленном оборудовании склеены.

Перед утверждением проекта убедитесь, что:

• какие две детали соединяются;
• останется ли спереди отдельное защитное стекло;
• указывается ли заявленная яркость для самого ЖК-дисплея или для готового переднего модуля.

Подробное сравнение методов склеивания рам, технологий OCA и OCR см. в Оптическая склеивка или склеивка с воздушной прослойкой: как сделать выбор для промышленных сенсорных дисплеев. Первый вопрос здесь заключается просто в том, требуется ли при наружном применении устранить воздушную прослойку.

Почему воздушная прослойка важна при использовании на открытом воздухе

В дисплее с воздушным зазором между ЖК-экраном и сенсорной панелью или передней линзой имеется воздушный интерфейс. Часть света отражается при прохождении между материалами с разными показателями преломления. В помещении это может быть приемлемо. Однако при ярком внешнем освещении эти отражения повышают уровень черного и размывают изображение, в результате чего оператор получает меньший полезный контраст.

При оптическом склеивании воздушный зазор заменяется прозрачным материалом, оптические свойства которого ближе к свойствам окружающих слоёв. Это позволяет уменьшить отражение внутри многослойной структуры. Данная технология не делает стекло полностью бес отражательным и не увеличивает яркость, но помогает имеющейся яркости более эффективно доходить до зрителя.

Именно поэтому указание только “1000 нит” или “1500 нит” является неполным. Яркость и внутреннее отражение влияют на разные аспекты читаемости на улице; яркий ЖК-дисплей, расположенный за плохо отрегулированной передней панелью, по-прежнему может быть трудночитаемым.

Более подробную информацию о выборе яркости — включая яркость готового дисплея, угол установки и условия прямого попадания солнечных лучей — см. в Как выбрать монитор, читаемый при солнечном свете, для использования на открытом воздухе.

Когда оптическая сварка оправдывает свои затраты

Зарядные устройства для электромобилей и платежные терминалы, работающие от прямого солнечного света

Дисплей зарядного устройства для электромобилей может подвергаться воздействию прямых солнечных лучей, дождя, интенсивного использования людьми, а также значительных перепадов температуры в течение суток. Кроме того, экран расположен за защитной передней панелью, что может затруднить его замену после установки зарядного устройства.

В данной ситуации применение оптического склеивания, как правило, оправдано. Его следует выбирать с учетом необходимой яркости готового дисплея и подходящей обработки лицевой поверхности — а не использовать в качестве их замены.

Оборудование для использования на открытом воздухе с циклическим воздействием влажности и температуры

Воздух внутри зазора дисплея может содержать влагу. При изменении температуры слоев в этом зазоре может образоваться запотевание. Если это происходит внутри герметичного переднего блока, устранить проблему в полевых условиях зачастую не представляется простым делом.

Оптическое склеивание снижает этот конкретный риск за счёт устранения воздушного прослойки на границе соединения. Оно не устраняет влагу в других частях корпуса и не заменяет герметизацию корпуса, дренаж, вентиляцию или контроль влажности.

Толстое или ударопрочное переднее стекло

Толстое защитное стекло широко используется в общественных терминалах и оборудовании, устойчивом к вандализму. При сочетании толстого стекла с воздушной прослойкой изображение может казаться расположенным глубже за поверхностью, а внутренние отражения — становиться более заметными.

Оптическое склеивание зачастую улучшает оптические характеристики, но само по себе не обеспечивает соответствие классу защиты IK. Соответствие классу IK08 или IK10 зависит от конструкции всего переднего узла в целом, включая тип и толщину стекла, опору по краям, конструкцию корпуса и результаты итогового испытания на удар.

Работа с сенсорным экраном также должна быть проверена через конечное стекло. Оптическое склеивание не заменяет настройку контроллера PCAP с учетом толщины стекла, защиты от попадания воды, использования перчаток, заземления или электрических помех.

Оборудование с высокими затратами на техническое обслуживание на месте

Склеенные узлы стоят дороже, и их сложнее разобрать для ремонта. Тем не менее оптическое склеивание может снизить общий риск проекта, если оборудование устанавливается на многих объектах или если для доступа к дисплею требуется вскрытие герметичного корпуса.

Сравните затраты на склеивание со затратами, связанными с плохой читаемостью, внутренним запотеванием, бракованным оборудованием и заменой на месте эксплуатации.

Когда воздушное соединение по-прежнему остаётся лучшим выбором

Связывание по воздуху — это не низкокачественный способ упростить работу. Стоит рассмотреть его, если выполняются все или большинство из следующих условий:

• экран постоянно затемнён;
• на экран не попадает прямой солнечный свет;
• колебания влажности и температуры незначительны;
• в конструкции передней части не предусмотрено добавление ещё одного слоя стекла с высоким коэффициентом отражения;
• дисплей легко снимается и ремонтируется;
• Стоимость и возможность ремонта имеют большее значение, чем максимальный контраст при использовании на улице.

Поэтому показания терминала, расположенного в полуоткрытом помещении под высоким навесом, могут отличаться от показаний зарядной станции для электромобилей, установленной на открытой парковке, даже если в обоих случаях используется один и тот же ЖК-дисплей.

Что не удаётся исправить с помощью оптического склеивания

Оптическое склеивание выполняет конкретную задачу: устранение внутреннего воздушного зазора. Его не следует использовать в качестве общего утверждения о том, что дисплей пригодён для использования на открытом воздухе.

Это не устраняет:

• Недостаточная яркость ЖК-дисплея. Слабая подсветка остаётся слабой и после склеивания.
• Отражение от открытой передней поверхности. Возможно, по-прежнему потребуется лечение АГ или АР. См. Стекло AG, AF и AR для промышленных сенсорных дисплеев.
• Солнечное тепло и потемнение ЖК-экрана. Даже герметичный наружный корпус должен иметь надлежащий тепловой расчет. См. Почему промышленные дисплеи, установленные на открытом воздухе, перегреваются.
• Попадание воды внутрь корпуса. Оптическое склеивание не обеспечивает степень защиты IP65 или IP66 для изделия в целом.
• Плохая настройка по ощущениям. Решающую роль по-прежнему играют конструкция датчика, настройки контроллера, толщина стекла, заземление и помехи.
• Недостаточная защита от ударов. Само по себе соединение не определяет класс защиты IK.

Многие неудачные проекты, реализуемые на открытом воздухе, состоят из отдельных компонентов, которые сами по себе являются приемлемыми, но никогда не проходили проверку в качестве единой законченной системы.

Что необходимо проверить перед утверждением образца

Не следует утверждать образец с клеевым соединением, основываясь исключительно на техническом паспорте или результатах лабораторных испытаний. Необходимо проверить готовую сборку в условиях, соответствующих конечной установке.

Пункт проверки	Что необходимо подтвердить
Связанный интерфейс	Уточните, какой именно воздушный зазор был устранен и осталось ли еще одно переднее окно
Яркость готового дисплея	Измерение или проверка яркости через конечную сенсорную панель, стекло и поверхностную обработку
Читаемость на улице	Оцените типовой контент при ожидаемом направлении солнечного света и угле наклона
Качество склеивания	Проверить наличие пузырьков, дефектов по краям, загрязнений, следов давления, неравномерностей и смещения
Экологическая стабильность	Проверить сборку склеенных деталей в условиях температуры и влажности, предусмотренных проектом
Сенсорное исполнение	Проведение испытаний с использованием окончательного стекла, заземлением корпуса и при соблюдении необходимых условий по содержанию воды или перчаток
Переднее уплотнение	Проверьте герметичность соединения панели с корпусом отдельно от оптической герметизации
Стратегия обслуживания	Решите, следует ли отремонтировать неисправную сборочную единицу или заменить её целиком

В производственном образце должны использоваться предусмотренные модель ЖК-дисплея, сенсорная панель, толщина стекла, материал для склеивания и механическая опора. Образец, изготовленный с использованием панели другой версии или более тонкого временного стекла, не подтверждает соответствие конечной сборки.

Практическое правило определения спецификации

Решение об оптическом склеивании следует принимать до того, как будет утверждена конструкция передней панели, но после того, как будут изучены реальные условия эксплуатации.

Для оборудования, установленного на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами, в условиях высокой влажности или в местах, затрудняющих техническое обслуживание, это, как правило, является требованием к надежности. Для установок, расположенных в тени, в умеренных климатических условиях и легко поддающихся ремонту, это может оказаться ненужными затратами.

Наша позиция проста: не следует применять оптическое склеивание только потому, что в описании проекта указано “для наружного использования”. Применять его следует в том случае, если оставшийся воздушный зазор создает ощутимые проблемы с читаемостью, появлением запотевания или риск возникновения неисправностей при эксплуатации — при этом результат следует проверять на готовом дисплее, а не на отдельном ЖК-экране.

Если вы оцениваете наружный сенсорный монитор, укажите размер ЖК-дисплея, требуемую яркость, степень воздействия солнечного света, толщину защитного стекла, условия сенсорного управления, рабочую температуру, способ герметизации, конструкцию крепления и предполагаемый объем заказа. Этих сведений достаточно, чтобы определить, можно ли обойтись воздушным склеиванием или необходимо предусмотреть оптическое склеивание, прежде чем утвердить механическую конструкцию.

Часто задаваемые вопросы

Требуется ли оптическое склеивание для каждого наружного дисплея?

Нет. На затененном полуоткрытом дисплее с ограниченным риском воздействия влаги и удобным доступом для технического обслуживания можно использовать воздушную склеивку. Прямые солнечные лучи, перепады температур и сложность технического обслуживания делают оптическую склеивку более предпочтительной.

Нужна ли оптическая склеивка для ЖК-дисплея с яркостью 1000 нит?

Один только показатель яркости не может дать ответа на этот вопрос. Даже ЖК-дисплей с яркостью 1000 нит может страдать от внутренних отражений. Оцените готовый дисплей в реальных условиях освещенности.

Обеспечивает ли оптическое склеивание защиту дисплея по стандарту IP65?

Нет. Это устраняет воздушную прослойку на склеенном оптическом интерфейсе. Степень защиты по стандарту IP зависит от корпуса в целом, прокладки, клея, соединений, разъемов и способа монтажа.

Обеспечивает ли оптическое склеивание соответствие толстого стекла стандарту IK10?

Нет. Склеивание может улучшить оптическую интеграцию и способствовать повышению прочности ламинированного слоя, однако показатель IK10 должен быть достигнут и подтвержден для всей передней конструкции в целом.