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Optical bonding : pourquoi les écrans collés restent lisibles en plein air

Sur beaucoup d'écrans, une fine couche d'air sépare la vitre de protection de la dalle LCD. Avec l'optical bonding, cette couche est remplie de colle. Cela ressemble à un détail de fabrication, mais cela modifie trois choses qui comptent en extérieur : la quantité de lumière ambiante que l'écran renvoie, le risque de buée côté intérieur par temps froid et la façon dont les couches de verre encaissent un choc. Cet article explique la structure, décrit les limites et montre quels appareils Getac de la gamme RobustBook ont, selon leur fiche technique, un écran LumiBond. La luminosité en nits, le traitement antireflet et les filtres polarisants sont traités dans l'article sur les écrans lisibles au soleil. Ici, il n'est question que du collage.

Structure : lame d'air ou collage

Un écran tactile se compose d'une vitre de protection, d'un capteur tactile et de l'écran lui-même. Dans la construction simple, la vitre ne repose que sur un cadre étroit ou un point de colle au bord, et le milieu reste de l'air. Le fabricant d'écrans Beetronics décrit cette construction comme peu coûteuse, facile à fabriquer et à réparer, et comme la méthode la plus répandue dans les appareils grand public. Dans l'optical bonding, une colle transparente remplit tout l'espace entre la dalle LCD et la couche de protection. La revue spécialisée Information Display de la Society for Information Display définit le procédé comme l'assemblage de composants optiques avec une colle claire dont l'indice de réfraction est adapté.

Getac appelle sa version LumiBond. Dans sa description de LumiBond 2.0, le fabricant écrit que l'écran tactile et la dalle LCD sont liés optiquement par une résine transparente et fonctionnent comme une seule couche de verre. Les fiches techniques RobustBook ne donnent que le nom LumiBond, pas le terme optical bonding. Que ce soit un empilement collé est donc documenté par la description de Getac elle-même. Les fiches techniques n'indiquent pas quelle génération de LumiBond équipe un appareil donné.

Il existe deux formes de colle. L'OCA (Optically Clear Adhesive) est un film adhésif préformé, aligné puis pressé entre les couches. L'OCR (Optically Clear Resin) est une résine liquide déposée entre les couches puis durcie par UV ou par la chaleur. Certains fabricants écrivent LOCA pour Liquid Optically Clear Adhesive. D'après Beetronics, l'OCA convient aux grandes séries et aux formats standard. L'OCR convient aux écrans grands ou de forme irrégulière, mais exige une maîtrise précise du procédé contre le retrait et le débordement. Information Display cite l'acrylique et le silicone comme les deux matériaux les plus courants pour les films adhésifs.

La fiche technique de la colle liquide LOCTITE AD 8650 de Henkel montre à quoi ressemble une telle colle. Ce silicone est destiné au remplissage de l'espace dans les écrans et durcit sous UV. Son indice de réfraction est de 1,41 et il laisse passer plus de 99 % de la lumière à 550 nm sur une couche de 300 µm d'épaisseur. Au durcissement, il se contracte de moins de 1 % en volume, et après 1000 heures à 85 °C et 85 % d'humidité relative, il n'a montré aucun décollement. Henkel donne ces valeurs à titre de référence et non comme spécification.

Ce que le collage change aux reflets

La lumière est en partie renvoyée à chaque frontière entre deux matériaux d'indices de réfraction différents. Pour le verre (indice 1,5 à 1,52) contre l'air, Information Display indique un facteur de réflexion d'environ 4,0 à 4,25 % par interface. Un empilement avec lame d'air compte trois surfaces de ce type : le dessus de la vitre, sa face inférieure et la surface de l'écran. Avec un verre non traité, cela fait environ 12 % au total. Une vitre antireflet ramène le total à 8,2 %, car seule la face supérieure s'améliore. Avec le collage, les deux surfaces internes disparaissent presque, car la colle et le verre ont des indices de réfraction proches. Il reste 4 % pour du verre ordinaire et 0,2 % pour du verre antireflet.

Les auteurs en tirent un exemple pour un écran sous une lumière ambiante de 2000 foot-candles. Le rapport de contraste est de 1,45 avec un verre antireflet sans collage et de 18,37 avec collage. Sans collage, l'écran devrait, selon leur calcul, émettre 2969 foot-lamberts au lieu de 75 foot-lamberts pour atteindre le même contraste. C'est un exemple de calcul pour un écran précis, pas une valeur mesurée sur un appareil de la gamme.

Pour LumiBond 2.0, Getac indique que 0,2 % de la lumière est perdu en reflets, contre 13,5 % en moyenne pour les écrans tactiles grand public. Il s'agit de la part de la lumière produite par l'écran lui-même. C'est une grandeur différente du facteur de réflexion pour la lumière ambiante ci-dessus, et les chiffres ne se convertissent pas l'un en l'autre. Getac note aussi sur la page que les descriptions techniques sont simplifiées et approximatives. Nous ne disposons d'aucune mesure indépendante.

La surface supérieure du verre continue de réfléchir après le collage. Information Display décrit donc un traitement antireflet sur la vitre comme l'ajout habituel. Le collage ne le remplace pas.

Buée par temps froid et humide

Une lame d'air emprisonne l'air avec son humidité. Information Display écrit que ces constructions piègent l'humidité entre la vitre et l'écran, ce qui peut nuire à la lisibilité à basse température par la vapeur et la glace. Le fournisseur d'écrans Data Modul attribue la buée à l'humidité qui pénètre lors de fortes variations de température. Le collage remplit l'espace où elle se condenserait. Beetronics le formule ainsi : il ne reste de place ni pour la poussière ni pour la condensation.

À propos de LumiBond 2.0, Getac écrit que la suppression de la lame d'air réduit la condensation sur l'écran par temps froid, et cite un fonctionnement jusqu'à -30 °C. Les fiches techniques des appareils du tableau ci-dessous indiquent -29 °C à 63 °C comme température de fonctionnement. Le collage ne concerne que l'espace entre les couches. La face extérieure du verre n'est pas touchée.

Résistance à la casse et aux chocs

Information Display juge la résistance aux chocs d'un écran collé nettement supérieure à celle d'une construction avec lame d'air. La couche de colle absorbe une partie du choc, et la vitre de protection et la plaque avant de l'écran sont mécaniquement plus solides ensemble que séparées. La résistance aux chocs augmente avec la solidité et l'épaisseur de la vitre. Si le verre se brise malgré tout, la colle retient les éclats. Data Modul écrit que la liaison fixe entre l'écran et l'unité tactile réduit la sensibilité aux chocs mécaniques. Getac décrit LumiBond 2.0 comme deux fines couches de verre fusionnées en une plus épaisse.

Les sources de fabricants que nous avons consultées ne donnent toutefois aucune valeur d'essai qui sépare l'effet du collage de celui du boîtier. La hauteur de chute qu'un appareil supporte dépend de toute la construction et non du seul collage.

Limites : réparation, poids et coût

Le principal inconvénient est la réparation. Beetronics écrit que les réparations d'écrans collés sont si difficiles qu'elles sont généralement jugées économiquement irréalisables. La vitre ne peut donc en règle générale pas être remplacée seule. Si vous souhaitez réparer les écrans en interne, clarifiez avant l'achat si la pièce de rechange est la vitre seule ou toute l'unité d'affichage.

Sur le poids, les sources consultées ne donnent aucun chiffre. Les fiches techniques des appareils Getac indiquent le poids par appareil et non par version d'écran. Sur le S510, l'écran collé est une option, mais la fiche technique ne mentionne qu'un seul poids de 2,35 kg. Une comparaison de poids entre écran collé et non collé n'en découle pas.

Selon Beetronics, le collage est plus complexe et plus coûteux qu'une lame d'air ou un ruban adhésif. Pour les colles liquides, Information Display cite comme faiblesses la préparation laborieuse du matériau, le retrait au durcissement et le risque d'air emprisonné. Cet article ne donne aucun prix. Pour votre choix, cela signifie : demandez si l'écran collé est de série ou en option. Le collage ne change que légèrement la luminosité brute. Information Display parle d'une hausse modérée de la luminance, car moins de lumière est renvoyée à l'intérieur de l'empilement. Ce que signifient la valeur en nits et les approches transflectives est expliqué dans l'article Sunlight readable displays.

Quels appareils Getac mentionnent LumiBond dans la fiche technique

Quatorze fiches techniques Getac de la gamme contiennent une mention LumiBond. Le tableau en montre six avec les données clés de la fiche respective. Les huit autres concernent les variantes Ex UX10-EX, F110-EX, K120-EX et T800 EX ATEX, le X600 et le X600 Server, ainsi que les G140 et F120. Dans les fiches techniques des marques Durabook, Fieldbook, RuggON et Archos, on ne trouve ni LumiBond ni aucune autre mention du collage. Cela ne veut pas dire que leurs écrans ont une lame d'air, seulement que les fiches techniques n'en disent rien.

AppareilÉcranLuminosité (nits)Mention de LumiBond dans la fiche techniqueTempérature de fonctionnement
Getac UX1010,1 pouces, WUXGA (1920 x 1200)1000technologie LumiBond, écran tactile multitouch capacitif, mode double en option-29 °C à 63 °C
Getac F110 G711,6 pouces, Full HD (1920 x 1080)1200technologie LumiBond, utilisable sous la pluie ou avec des gants-29 °C à 63 °C
Getac K12012,5 pouces, Full HD (1920 x 1080)1200Full HD avec technologie LumiBond, utilisable avec des gants, un stylet ou sous la pluie-29 °C à 63 °C
Getac A14014 pouces, 1366 x 768 (standard), Full HD (1920 x 1080) en option1000, 800 avec l'option Full HDécran de 14 pouces avec technologie LumiBond-29 °C à 63 °C
Getac V110 G711,6 pouces, Full HD (1920 x 1080)1000multitouch capacitif LumiBond-29 °C à 63 °C
Getac S51015,6 pouces, Full HD (1920 x 1080)1000 (standard)uniquement en option : écran multitouch capacitif LumiBond-29 °C à 63 °C

Deux lignes méritent un second regard. Sur le S510, LumiBond n'apparaît qu'en option dans la fiche technique, et la fiche indique un écran tactile comme équipement standard, LumiBond figurant séparément comme option. Sur le A140, la fiche technique cite la technologie pour l'écran de 14 pouces dans son ensemble et indique deux résolutions de luminosité différente. Pour ces deux appareils, faites confirmer expressément la configuration dans l'offre.

Questions fréquentes

L'optical bonding est-il la même chose que LumiBond ?

LumiBond est le nom que Getac donne à son écran collé. Getac décrit LumiBond 2.0 comme une liaison optique de l'écran tactile et de la dalle LCD par une résine transparente. Les fiches techniques de la gamme ne donnent que le nom LumiBond.

L'optical bonding rend-il un écran plus lumineux ?

Seulement un peu. Information Display cite une hausse modérée de la luminance. La meilleure lisibilité en extérieur vient surtout de ce que moins de lumière ambiante est renvoyée.

Peut-on remplacer seule une vitre collée ?

En règle générale, non. Selon Beetronics, les réparations d'écrans collés ne sont pas économiquement réalisables. Clarifiez avant l'achat ce que comprend la pièce de rechange.

Le collage aide-t-il sous la pluie et avec des gants ?

Les fiches techniques du F110 G7 et du K120 mentionnent l'utilisation sous la pluie ou avec des gants en même temps que LumiBond. Getac attribue à LumiBond 2.0 l'ajustement de la sensibilité tactile en présence d'eau. Vous en saurez plus dans l'article Écran tactile sous la pluie et avec des gants.

Conclusion : à qui profite un écran collé

Si vous utilisez une tablette durcie ou un PC portable durci surtout en extérieur, si vous travaillez par temps de gel ou de températures changeantes, ou si l'appareil subit des chocs dans des véhicules et sur des chantiers, mettez un appareil à écran collé dans votre présélection. Les six appareils Getac du tableau mentionnent LumiBond dans leurs fiches techniques, sur le S510 seulement en option. Le collage a moins de sens pour un appareil qui sert presque uniquement en intérieur. Celui qui veut remplacer lui-même les écrans y trouve aussi moins son compte. Dans ce cas, aucun des appareils cités ici ne convient.

Vous trouverez d'autres appareils pour un usage en extérieur sous tablettes outdoor. Pour toute question sur la configuration et les options, l'équipe RobustBook vous aide volontiers dans votre choix.