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Optical bonding: perché i display incollati restano leggibili all'aperto

In molti display tra il vetro di copertura e l'LCD c'è un sottile strato d'aria. Con l'optical bonding questo strato è riempito di collante. Sembra un dettaglio di produzione, ma cambia tre cose che contano all'aperto: quanta luce ambientale il display rimanda indietro, se con il freddo si appanna dall'interno e quanto bene gli strati di vetro reggono un urto. Questo articolo spiega la struttura, descrive i limiti e mostra quali dispositivi Getac della gamma RobustBook hanno, secondo la scheda tecnica, un display LumiBond. Luminosità in nits, trattamento antiriflesso e filtri polarizzatori sono trattati nell'articolo sui display leggibili alla luce del sole. Qui si parla solo dell'incollaggio.

Struttura: intercapedine d'aria contro incollaggio

Un display touch è composto da un vetro di copertura, un sensore touch e il display vero e proprio. Nella costruzione semplice il vetro poggia solo su una cornice stretta o su un punto di colla ai bordi, e al centro resta aria. Il produttore di display Beetronics descrive questa costruzione come economica, facile da produrre e da riparare, e come il metodo più diffuso nei dispositivi di consumo. Nell'optical bonding un collante trasparente riempie l'intero spazio tra l'LCD e lo strato di copertura. La rivista specializzata Information Display della Society for Information Display definisce il procedimento come l'unione di componenti ottici con un collante chiaro dall'indice di rifrazione adattato.

Getac chiama la sua versione LumiBond. Nella descrizione di LumiBond 2.0 il produttore scrive che touchscreen e LCD sono uniti otticamente con una resina trasparente e funzionano come un unico strato di vetro. Le schede tecniche RobustBook riportano solo il nome LumiBond e non il termine optical bonding. Che si tratti di una struttura incollata è quindi documentato dalla descrizione di Getac stessa. Le schede tecniche non indicano quale generazione di LumiBond monti un singolo dispositivo.

Esistono due forme di collante. L'OCA (Optically Clear Adhesive) è una pellicola adesiva preformata, allineata e pressata tra gli strati. L'OCR (Optically Clear Resin) è una resina liquida applicata tra gli strati e indurita con luce UV o calore. Alcuni produttori scrivono LOCA per Liquid Optically Clear Adhesive. Secondo Beetronics l'OCA è adatta a grandi volumi e formati standard. L'OCR è adatta a display grandi o di forma irregolare, ma richiede un controllo preciso del processo contro ritiro e fuoriuscita. Information Display cita acrilico e silicone come i due materiali più comuni per le pellicole adesive.

Come si presenta un collante di questo tipo lo mostra la scheda tecnica del collante liquido LOCTITE AD 8650 di Henkel. Il silicone è pensato per riempire lo spazio nei display e indurisce con luce UV. Ha un indice di rifrazione di 1,41 e lascia passare più del 99 % della luce a 550 nm attraverso uno strato spesso 300 µm. Durante l'indurimento si ritira di meno dell'1 % in volume e dopo 1000 ore a 85 °C e 85 % di umidità relativa non ha mostrato distacchi. Henkel riporta questi valori come riferimento e non come specifica.

Cosa cambia l'incollaggio per i riflessi

La luce viene in parte riflessa a ogni confine tra due materiali con indici di rifrazione diversi. Per vetro (indice da 1,5 a 1,52) contro aria, Information Display indica un fattore di riflessione di circa 4,0-4,25 % per interfaccia. Una struttura con intercapedine d'aria ha tre superfici di questo tipo: il lato superiore del vetro, quello inferiore e la superficie del display. Con vetro non trattato la somma è di circa 12 %. Un vetro antiriflesso riduce il totale all'8,2 %, perché migliora solo il lato superiore. Con l'incollaggio le due superfici interne quasi scompaiono, perché collante e vetro hanno indici di rifrazione simili. Restano il 4 % per il vetro semplice e lo 0,2 % per il vetro antiriflesso.

Gli autori ne ricavano un esempio per un display con luce ambientale di 2000 foot-candle. Il rapporto di contrasto è 1,45 con vetro antiriflesso senza incollaggio e 18,37 con incollaggio. Senza incollaggio, secondo il loro calcolo, il display dovrebbe emettere 2969 foot-lambert invece di 75 foot-lambert per raggiungere lo stesso contrasto. È un esempio di calcolo per un display preciso, non un valore misurato su un dispositivo della gamma.

Per LumiBond 2.0 Getac dichiara che lo 0,2 % della luce va perso in riflessi, contro il 13,5 % in media per i touchscreen di consumo. Si intende la quota della luce generata dal display stesso. È una grandezza diversa dal fattore di riflessione per la luce ambientale sopra, e le cifre non si convertono l'una nell'altra. Getac annota inoltre sulla pagina che le descrizioni tecniche sono semplificate e approssimate. Non disponiamo di una misurazione indipendente.

La superficie superiore del vetro continua a riflettere anche dopo l'incollaggio. Information Display descrive quindi un trattamento antiriflesso sul vetro di copertura come l'aggiunta abituale. L'incollaggio non lo sostituisce.

Appannamento con freddo e umidità

Un'intercapedine d'aria racchiude aria insieme alla sua umidità. Information Display scrive che queste costruzioni intrappolano l'umidità tra vetro di copertura e display, il che può compromettere la leggibilità a basse temperature per effetto di vapore e ghiaccio. Il fornitore di display Data Modul attribuisce l'appannamento all'umidità che penetra durante forti sbalzi di temperatura. L'incollaggio riempie lo spazio in cui condenserebbe. Beetronics lo formula così: non resta posto né per la polvere né per la condensa.

Su LumiBond 2.0 Getac scrive che l'eliminazione dell'intercapedine riduce la condensa sullo schermo con il freddo, e cita un funzionamento fino a -30 °C. Le schede tecniche dei dispositivi nella tabella qui sotto indicano da -29 °C a 63 °C come temperatura di esercizio. L'incollaggio riguarda solo lo spazio tra gli strati. Il lato esterno del vetro non ne è toccato.

Resistenza alla rottura e agli urti

Information Display giudica la resistenza agli urti di un display incollato nettamente superiore a quella di una struttura con intercapedine d'aria. Lo strato di collante assorbe una parte dell'urto, e il vetro di copertura e la lastra anteriore del display insieme sono meccanicamente più forti che separati. La resistenza agli urti cresce con la robustezza e lo spessore del vetro. Se il vetro si rompe comunque, il collante tiene insieme i frammenti. Data Modul scrive che il collegamento fisso tra display e unità touch riduce la sensibilità agli urti meccanici. Getac descrive LumiBond 2.0 come due sottili strati di vetro fusi in uno più spesso.

Le fonti dei produttori che abbiamo consultato non riportano però alcun valore di prova che separi l'effetto dell'incollaggio da quello dell'involucro. L'altezza di caduta che un dispositivo sopporta dipende dall'intera costruzione e non dal solo incollaggio.

Limiti: riparazione, peso e costi

Lo svantaggio maggiore è la riparazione. Beetronics scrive che le riparazioni dei display incollati sono così difficili da essere considerate in genere non realizzabili sul piano economico. Il vetro di copertura di norma non può quindi essere sostituito da solo. Se volete riparare i display internamente, chiarite prima dell'acquisto se il ricambio è solo il vetro o l'intera unità display.

Sul peso le fonti consultate non forniscono alcun dato. Le schede tecniche dei dispositivi Getac riportano il peso per dispositivo e non per versione del display. Sull'S510 il display incollato è un'opzione, ma la scheda tecnica elenca un solo peso di 2,35 kg. Un confronto di peso tra display incollato e non incollato non se ne può ricavare.

Secondo Beetronics l'incollaggio è più complesso e più costoso di un'intercapedine d'aria o di un nastro adesivo. Per i collanti liquidi Information Display elenca come punti deboli la preparazione laboriosa del materiale, il ritiro durante l'indurimento e il rischio di aria intrappolata. Questo articolo non riporta prezzi. Per la scelta significa: chiedete se il display incollato è di serie o opzionale. L'incollaggio modifica solo di poco la luminosità grezza. Information Display parla di un aumento moderato della luminanza, perché meno luce viene rimandata indietro all'interno della struttura. Cosa significano il valore in nits e gli approcci transflettivi è spiegato nell'articolo Sunlight readable displays.

Quali dispositivi Getac riportano LumiBond nella scheda tecnica

Quattordici schede tecniche Getac della gamma contengono una voce LumiBond. La tabella ne mostra sei con i dati principali della rispettiva scheda. Le altre otto riguardano le varianti Ex UX10-EX, F110-EX, K120-EX e T800 EX ATEX, l'X600 e l'X600 Server, oltre a G140 e F120. Nelle schede tecniche dei marchi Durabook, Fieldbook, RuggON e Archos non compaiono né LumiBond né altre indicazioni sull'incollaggio. Questo non significa che i loro display abbiano un'intercapedine d'aria, ma solo che le schede tecniche non ne parlano.

DispositivoDisplayLuminosità (nits)Voce su LumiBond nella scheda tecnicaTemperatura di esercizio
Getac UX1010,1 pollici, WUXGA (1920 x 1200)1000tecnologia LumiBond, touchscreen multitouch capacitivo, modalità doppia opzionaleda -29 °C a 63 °C
Getac F110 G711,6 pollici, Full HD (1920 x 1080)1200tecnologia LumiBond, utilizzabile sotto la pioggia o con i guantida -29 °C a 63 °C
Getac K12012,5 pollici, Full HD (1920 x 1080)1200Full HD con tecnologia LumiBond, utilizzabile con guanti, stilo o sotto la pioggiada -29 °C a 63 °C
Getac A14014 pollici, 1366 x 768 (standard), Full HD (1920 x 1080) opzionale1000, 800 con l'opzione Full HDschermo da 14 pollici con tecnologia LumiBondda -29 °C a 63 °C
Getac V110 G711,6 pollici, Full HD (1920 x 1080)1000multitouch capacitivo LumiBondda -29 °C a 63 °C
Getac S51015,6 pollici, Full HD (1920 x 1080)1000 (standard)solo opzionale: schermo multitouch capacitivo LumiBondda -29 °C a 63 °C

Due righe meritano una seconda occhiata. Sull'S510 LumiBond compare solo come opzione nella scheda tecnica, e la scheda indica come standard un touchscreen, con LumiBond elencato a parte come opzione. Sull'A140 la scheda tecnica cita la tecnologia per lo schermo da 14 pollici nel suo complesso ed elenca due risoluzioni con luminosità diversa. Per entrambi i dispositivi fate confermare espressamente la configurazione nell'offerta.

Domande frequenti

L'optical bonding è la stessa cosa di LumiBond?

LumiBond è il nome che Getac dà al suo display incollato. Getac descrive LumiBond 2.0 come un collegamento ottico di touchscreen e LCD con una resina trasparente. Le schede tecniche della gamma riportano solo il nome LumiBond.

L'optical bonding rende un display più luminoso?

Solo di poco. Information Display cita un aumento moderato della luminanza. La migliore leggibilità all'aperto deriva soprattutto dal fatto che viene rimandata indietro meno luce ambientale.

Si può sostituire da solo un vetro incollato?

Di norma no. Secondo Beetronics le riparazioni dei display incollati non sono realizzabili sul piano economico. Chiarite prima dell'acquisto cosa comprende il ricambio.

L'incollaggio aiuta con la pioggia e con i guanti?

Le schede tecniche di F110 G7 e K120 citano l'uso sotto la pioggia o con i guanti insieme a LumiBond. Getac attribuisce a LumiBond 2.0 l'adattamento della sensibilità touch in presenza di acqua. Su questo tema trovate di più nell'articolo Touch con acqua e con i guanti.

Conclusione: a chi serve un display incollato

Se usate un tablet rugged o un notebook rugged soprattutto all'aperto, lavorate con il gelo o con temperature variabili, oppure esponete il dispositivo a urti su veicoli e in cantiere, inserite nella rosa un dispositivo con display incollato. I sei dispositivi Getac della tabella riportano LumiBond nelle schede tecniche, sull'S510 solo come opzione. L'incollaggio ha meno senso per un dispositivo usato quasi solo al chiuso. Chi vuole sostituire i display da sé ne trae anche meno vantaggio. In questo caso nessuno dei dispositivi citati è adatto.

Altri dispositivi per l'uso all'aperto li trovate sotto tablet outdoor. Per domande su configurazione e opzioni, il team RobustBook vi aiuta volentieri nella scelta.