Bedienpanel Optical Bonding industriell nutzen

Für die Produktion seiner multitouchfähigen Touchpanels hat Hummel ein spezielles Optical Bonding-Verfahren entwickelt, das eine luftblasenfreie Montage sicherstellt.

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Ruderer Klebetechnik GmbH

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Optisch gebondete Displays sind keine Neuheit. Sie kommen seit über 30 Jahren beim Militär in den Bereichen der Luftwaffe und Marine zum Einsatz, insbesondere in Bordinstrumenten von Militärflugzeugen und Militärbooten. „Optical Bonding“ bedeutet „transparente Flüssigverklebung“ und beschreibt eine Klebetechnik, mit der optische Komponenten wie z.B. Displays, Touch oder Frontglas mit einer besonders hohen optischen Qualität miteinander verbunden werden. Die Besonderheit liegt darin, dass hochtransparente, indexangepasste Klebstoffe verwendet werden, um im Gesamtverbund eine möglichst klare Darstellung der Anzeigeelemente auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen zu erzielen.

Lufteinschlüsse zwischen Anzeigeelement und Frontglas vermeiden

Mit einem vollständigen Verguss der Zwischenräume wird im Produktionspro-zess sichergestellt, dass sich zwischen Anzeigeelement und Frontglas keine Lufteinschlüsse befinden, so dass Kondensationseffekte vollständig ausgeschlossen werden können. Das Ausfüllen des Luftspalts verhindert zudem Parallaxen-Fehler und interne Reflexionen, was zu einer verbesserten optischen Performance bei ungünstigen Tageslichtverhältnissen führt. Ein weiterer Vorteil ist die Brillanz, die vor allem in Verbindung mit den neuen lichtstarken LED-Backlight Displays erzielt wird. Durch den Einsatz von LEDs werden neue Werte bezüglich des maximalen Kontrastverhältnisses erreicht, Farben wirken intensiver und realistischer. Geringere optische Verluste, verursacht durch Reflexionen an den Grenzflächen, führen durch indexangepasste Klebstoffe zu einem höheren Kontrastverhältnis und einer deutlich größeren Lichtausbeute.

Neben all den optischen Vorteilen durch Optical Bonding ist für den rauen Industrieeinsatz die Robustheit des Gesamtaufbaus vorteilhaft. Die fest miteinander verbundenen Glaskomponenten wirken wie Verbundsicherheitsglas und sind damit sehr widerstandsfähig gegenüber Vibrationen, thermischen Spannungen und Schockbelastungen.

Kommerzieller Durchbruch des Optical Bondings durch das iPhone

Allerdings wurde das Knowhow der Optical Bonding-Verfahrenstechnik lange Zeit gehütet, so dass bis heute fundiertes Wissen über das Klebeverfahren nur wenig verbreitet ist. Dass der industrielle Nutzen des Verfahrens über diesen langen Zeitraum nicht erkannt wurde, lag möglicherweise am vergleichsweise hohen Aufwand und der damit einhergehenden Kosten, zumal der Kostenaspekt in der ursprünglichen Anwendung eher eine untergeordnete Rolle gespielt hat. Erst der Trend der letzten Jahre zu immer leistungsfähigeren Displays mit multitouch-fähiger PCT-Technologie (Projected Capacitive Touch) und deren zunehmenden Einsatz im industriellen Umfeld verhalf dieser bislang vorrangig dem Militär vorbehaltenen Technologie zu einem höheren Bekanntheitsgrad. Das iPhone verschaffte schließlich dem Optical Bonding-Verfahren den kommerziellen Durchbruch.

Die heutigen Probleme resultieren weniger aus dem Klebstoffmaterial, sondern vielmehr aus der Verfahrenstechnologie. Eine der größten Herausforderungen ist das luftblasenfreie Verkleben von optischen Materialien. Wo Flüssigkeiten mit Luft in Kontakt kommen, können grundsätzlich auch Lufteinschlüsse entstehen, die sich dann in Form von Luftblasen in der Flüssigkeit verteilen. Je nach Viskosität und Oberflächenspannung des Klebstoffes lösen sich die Luftblasen an der Oberfläche auf. Beim Fügen der Glasplatten können jedoch wieder Luftblasen eingeschlossen werden, die dann im weiteren Verlauf des Klebeprozesses nicht mehr entweichen können und zwischen den optischen Fügepartnern eingeschlossen bleiben (z.B. Displayoberfläche – Touchscreen oder Touchscreen – Frontglas). Was bei einem Smartphone noch vergleichsweise einfach geht, bereitet bei Displaygrößen über 19“ deutlich größere Probleme.

Teil 2: Luftblasenfreie Montage sicherstellen

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