Während sich führende Hersteller zunehmend auf den Consumer-Bereich konzentrieren, wird die Auswahl industrietauglicher Displays immer kleiner – mit Folgen für Lieferzeiten und Langzeitverfügbarkeit. Im Gegensatz zu Consumer-Geräten müssen Displays in Industrie und Medizintechnik deutlich höhere Anforderungen erfüllen: Optische Qualität, Robustheit, Langzeitverfügbarkeit und Normkonformität stehen im Vordergrund. Mit dem technologischen Fortschritt von MicroLED bis Optical Bonding eröffnen sich neue Möglichkeiten für sichere und effiziente HMI-Lösungen. Voraussetzung bleibt jedoch die gezielte und frühzeitige Einbindung in den Design-in-Prozess.
Um die Versorgung langfristig zu sichern, ist ein breit aufgestelltes Beschaffungsnetzwerk entscheidend. Je nach Projektvolumen, Budget, Anpassungsbedarf und Laufzeit kann die Beschaffung direkt bei Herstellern oder über Distributoren und Partner erfolgen. Besonders in der Medizintechnik wird häufig eine Mindestverfügbarkeit von fünf bis zehn Jahren gefordert. Dies gelingt nur durch die Zusammenarbeit mit erfahrenen, etablierten Lieferanten, die auch bei sich wandelnden Marktbedingungen Versorgungssicherheit gewährleisten.
Design-in: Basis für eine zukunftssichere Lösung
Ein erfolgreiches Design-in setzt die Auswahl eines geeigneten Displays inklusive passender Ansteuerung voraus – abgestimmt auf die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Applikation. Zur Verfügung steht dabei eine breite Palette an Diagonalen, Formaten und Technologien – von TFT-Color-LCDs über OLEDs bis hin zu E-Paper-Displays und Modulen, die sowohl für industrielle als auch für medizintechnische Anwendungen qualifiziert sind.
Bei hochauflösenden Displays mit großer Pixeldichte kann der Einsatz von Frontgläsern mit Antiglare-Oberfläche zu einem Sparkling-Effekt führen. Spezielle Oberflächenbehandlungen verhindern dies. Die Eignung der Frontgläser lässt sich mit einem optischen Sparkling-Messsystem bewerten. So kann die optimale Kombination aus Display und Frontglas ausgewählt werden.
Auch die Wahl geeigneter Klebstoffe ist entscheidend. Insbesondere der Brechungsindex muss exakt abgestimmt sein. Nur das Zusammenspiel von mikrogeätztem Frontglas und optischen Klebstoffen (zum Beispiel OCA) im Bondingprozess gewährleistet ein hochwertiges visuelles Ergebnis.
Bonding-Verfahren: Integration von Displayeinheiten
Zur mechanischen Integration von Displays in Applikationen kommen je nach Anforderung Air-Gap- oder Optical-Bonding-Verfahren zum Einsatz. Dabei werden Covergläser mit Touch-Sensoren und Displays mittels unterschiedlicher Verbindungstechnologien zu einer funktionalen Einheit verbunden.
Air Gap Bonding: Beim Air Gap Bonding wird das Display im Reinraum mithilfe eines umlaufenden Kleberahmens direkt hinter dem Touch-Sensor oder auf die bedruckte Rückseite des Frontglases fixiert. Zwischen Display und Glas bleibt ein Luftraum bestehen. Diese Methode ist einfach, kosteneffizient und eignet sich für Anwendungen mit geringeren optischen Anforderungen.
Optical Bonding: Für optisch anspruchsvollere Anwendungen stehen zwei qualifizierte Optical-Bonding-Verfahren zur Verfügung:
Flüssigbonding (LOCA): Ein UV-härtender Flüssigkleber (silikonfrei, alterungsbeständig, UV-stabil) wird blasenfrei in den Luftspalt zwischen Display und Touch-Sensor eingebracht und ausgehärtet. Das Ergebnis ist eine Verbindung mit hoher optischer Klarheit und verbesserter Robustheit.
Trockenbonding (OCA / OCF): Eine passend zugeschnittene, optisch transparente Klebefolie wird im Vakuumprozess zwischen Display und Frontglas mit laminiertem Touch gebondet. Dieses Verfahren erfordert eine hohe Präzision und ist nicht mit allen Displaytypen kompatibel.
Unabhängig vom Verfahren werden die Komponenten in einer Plasmakammer vorbehandelt. Dies erhöht die Oberflächenspannung der Fügepartner und optimiert die Haftkraft für eine stabile und langlebige Verbindung.
Optimierung durch Optical Bonding
Optical Bonding bringt einige Vorteile für die Leistungsfähigkeit moderner Touch-Displays mit. Durch die vollständige Verbindung von Display, Touch-Sensor und Frontglas werden Reflexionen eliminiert, die Lichtbrechung minimiert sowie Kontrast und Bildschärfe verbessert. Dies führt zu einer optimierten Ablesbarkeit selbst bei schwierigen Lichtverhältnissen.
Die homogene Verbindung erhöht zudem die mechanische Robustheit gegenüber Druck, Stößen und Vibrationen. Gleichzeitig verhindert die geschlossene Struktur Kondensation sowie das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub oder Schmutz. Auch die Wärmeableitung wird durch das Füllen des Luftraums verbessert, und die Funktionalität von PCAP-Touchsystemen wird hinsichtlich einer präzisen und langfristig stabilen Parametrierung der Controller gefördert.
Display-Technologien im industriellen Bereich
LCD (TFT-LCD): TFT-Displays mit industrietauglichen Spezifikationen stellen heute den Standard in vielen Anwendungen dar. Sie gelten als robuste, bewährte und vielseitig verfügbare Lösung und bieten eine große Auswahl an Formaten, Helligkeiten und Schnittstellen.
OLED: OLED-Displays bestehen aus selbstleuchtenden Pixeln, die direkt auf das Trägermaterial gedruckt sind. Ihre brillante Farbdarstellung und hoher Kontrast zeichnen sie aus.
E-Paper (E-Ink): E-Paper-Displays stellen eine energieeffiziente Alternative dar, insbesondere bei Anwendungen mit statischen Inhalten. Sie benötigen nur beim Bildwechsel Strom und bieten durch ihre reflektive Anzeige eine exzellente Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung. Für den Einsatz bei Dunkelheit sind E-Paper-Displays mit integriertem Lichtleiter ausgestattet, da sie keine eigene Lichtquelle besitzen.
Display-Schnittstellen
Die Wahl der Schnittstelle hängt maßgeblich von den jeweiligen Anforderungen der Anwendung ab. Moderne Controller-Boards unterstützen gängige Standards wie LVDS, eDP, MIPI DSI oder HDMI und lassen sich kundenspezifisch konfigurieren – abhängig von Signalen, Ansteuerspannungen und Bauform.
