Gespecialiseerde dealer · Lauchringen
Blog

Optical bonding: waarom verlijmde displays buiten beter leesbaar blijven

Bij veel displays zit er een dunne laag lucht tussen het dekglas en de LCD. Bij optical bonding is die laag gevuld met lijm. Dat klinkt als een productiedetail, maar het verandert drie dingen die buiten tellen: hoeveel omgevingslicht het display terugkaatst, of het bij kou van binnenuit beslaat en hoe goed de glaslagen een stoot doorstaan. Dit artikel legt de opbouw uit, beschrijft de grenzen en laat zien welke Getac-apparaten in het RobustBook-assortiment volgens hun datasheet een LumiBond-display hebben. Helderheid in nits, antireflectiebehandeling en polarisatiefilters komen aan bod in het artikel over zonleesbare displays. Hier gaat het alleen over het verlijmen.

Opbouw: luchtspleet tegenover verlijming

Een touchdisplay bestaat uit een dekglas, een touchsensor en het display zelf. Bij de eenvoudige opbouw rust het dekglas alleen op een smal kader of een lijmpunt aan de rand, en blijft het midden lucht. De displayfabrikant Beetronics beschrijft deze opbouw als goedkoop, makkelijk te produceren en te repareren, en als de meest gebruikte methode in consumentenapparaten. Bij optical bonding vult een doorzichtige lijm de hele ruimte tussen de LCD en de dekklaag. Het vakblad Information Display van de Society for Information Display definieert het proces als het verbinden van optische onderdelen met een heldere lijm waarvan de brekingsindex is aangepast.

Getac noemt zijn variant LumiBond. In zijn beschrijving van LumiBond 2.0 schrijft de fabrikant dat touchscreen en LCD optisch met een heldere hars zijn verbonden en functioneel werken als één glaslaag. De RobustBook-datasheets noemen alleen de naam LumiBond en niet de term optical bonding. Dat het om een verlijmde opbouw gaat, is dus gedocumenteerd door Getacs eigen beschrijving. Welke LumiBond-generatie een afzonderlijk apparaat heeft, geven de datasheets niet aan.

Er zijn twee vormen van lijm. OCA (Optically Clear Adhesive) is een voorgevormde lijmfilm die wordt uitgelijnd en tussen de lagen wordt gedrukt. OCR (Optically Clear Resin) is een vloeibare hars die tussen de lagen wordt aangebracht en met uv-licht of warmte wordt uitgehard. Sommige fabrikanten schrijven LOCA voor Liquid Optically Clear Adhesive. Volgens Beetronics is OCA geschikt voor grote oplagen en standaardformaten. OCR past bij grote of onregelmatig gevormde displays, maar vraagt een nauwkeurige procesbeheersing tegen krimp en overlopen. Information Display noemt acryl en siliconen als de twee meest gebruikte materialen voor lijmfilms.

Hoe zo'n lijm eruitziet, laat de datasheet van de vloeibare lijm LOCTITE AD 8650 van Henkel zien. De siliconen zijn bedoeld voor het opvullen van de spleet bij displays en harden uit onder uv-licht. De brekingsindex is 1,41 en bij een laagdikte van 300 µm laat de lijm bij 550 nm meer dan 99 % van het licht door. Bij het uitharden krimpt hij minder dan 1 % in volume, en na 1000 uur bij 85 °C en 85 % relatieve luchtvochtigheid vertoonde hij geen loslating. Henkel geeft deze waarden ter referentie en niet als specificatie.

Wat verlijmen verandert aan de reflectie

Licht wordt bij elke grens tussen twee materialen met een verschillende brekingsindex gedeeltelijk teruggekaatst. Voor glas (index 1,5 tot 1,52) tegen lucht noemt Information Display een reflectiegraad van ongeveer 4,0 tot 4,25 % per grensvlak. Een opbouw met luchtspleet heeft drie van zulke vlakken: de bovenkant van het dekglas, de onderkant en het oppervlak van het display. Bij onbehandeld glas telt dat op tot ongeveer 12 %. Een antireflecterend dekglas verlaagt het totaal tot 8,2 %, omdat alleen de bovenkant beter wordt. Met verlijming verdwijnen de twee binnenvlakken bijna helemaal, omdat lijm en glas een vergelijkbare brekingsindex hebben. Wat overblijft is 4 % bij gewoon glas en 0,2 % bij antireflecterend glas.

De auteurs rekenen hiermee een voorbeeld uit voor een display bij omgevingslicht van 2000 foot-candles. De contrastverhouding is 1,45 met antireflecterend glas zonder verlijming en 18,37 met verlijming. Zonder verlijming zou het display volgens hun berekening 2969 foot-lamberts moeten uitstralen in plaats van 75 foot-lamberts om hetzelfde contrast te halen. Dat is een rekenvoorbeeld voor één bepaald display, geen meetwaarde voor een apparaat uit het assortiment.

Voor LumiBond 2.0 geeft Getac op dat 0,2 % van het licht verloren gaat aan reflecties, tegen gemiddeld 13,5 % bij touchscreens voor consumenten. Daarmee is het aandeel van het door het display zelf opgewekte licht bedoeld. Dat is een andere grootheid dan de reflectiegraad voor omgevingslicht hierboven, en de cijfers zijn niet in elkaar om te rekenen. Getac merkt op de pagina ook op dat technische beschrijvingen vereenvoudigd en benaderd zijn. Een onafhankelijke meting hebben wij niet.

Het bovenste glasoppervlak blijft ook na het verlijmen reflecteren. Information Display beschrijft daarom een antireflectiebehandeling op het dekglas als de gebruikelijke aanvulling. Verlijmen vervangt die niet.

Condens bij kou en vocht

Een luchtspleet sluit lucht in samen met het vocht erin. Information Display schrijft dat zulke opbouwen vocht vasthouden tussen dekglas en display, wat de leesbaarheid bij lage temperaturen kan schaden door damp en ijs. De displayleverancier Data Modul schrijft beslaan toe aan vocht dat binnendringt bij sterke temperatuurwisselingen. Verlijmen vult de ruimte waar het zou condenseren. Beetronics zegt het zo: er blijft geen plek over voor stof of condens.

Over LumiBond 2.0 schrijft Getac dat het wegvallen van de luchtspleet de condensatie op het scherm bij kou vermindert, en noemt een werking tot -30 °C. De datasheets van de apparaten in de tabel hieronder geven -29 °C tot 63 °C als bedrijfstemperatuur. De verlijming betreft alleen de ruimte tussen de lagen. De buitenkant van het glas blijft ervan onaangetast.

Breukvastheid en slagvastheid

Information Display beoordeelt de slag- en stootvastheid van een verlijmd display als duidelijk hoger dan die van een opbouw met luchtspleet. De lijmlaag neemt een deel van de stoot op, en het dekglas en de voorplaat van het display zijn samen mechanisch sterker dan apart. De slagvastheid neemt toe met de sterkte en de dikte van het dekglas. Breekt het glas toch, dan houdt de lijm de scherven bij elkaar. Data Modul schrijft dat de vaste verbinding tussen display en touch-eenheid de gevoeligheid voor mechanische stoten vermindert. Getac beschrijft LumiBond 2.0 als twee dunne glaslagen die samensmelten tot een dikkere.

De door ons geraadpleegde fabrikantbronnen geven echter geen testwaarde die het effect van het verlijmen scheidt van dat van de behuizing. Hoe hoog een apparaat mag vallen, volgt uit de hele constructie en niet uit het verlijmen alleen.

Grenzen: reparatie, gewicht en kosten

Het grootste nadeel is de reparatie. Beetronics schrijft dat reparaties aan verlijmde displays zo moeilijk zijn dat ze algemeen als economisch niet haalbaar gelden. Het dekglas kan dus doorgaans niet afzonderlijk worden vervangen. Wilt u displays zelf repareren, zoek dan voor de aankoop uit of het reserveonderdeel alleen het glas is of de hele displayeenheid.

Over het gewicht geven de geraadpleegde bronnen geen cijfer. De datasheets van de Getac-apparaten noemen het gewicht per apparaat en niet per displayuitvoering. Bij de S510 is het verlijmde display een optie, maar de datasheet vermeldt slechts één gewicht van 2,35 kg. Een gewichtsvergelijking tussen verlijmd en niet verlijmd is daaruit niet af te leiden.

Volgens Beetronics is verlijmen complexer en duurder dan een luchtspleet of plakband. Bij vloeibare lijmen noemt Information Display als zwakke punten de omslachtige voorbereiding van het materiaal, de krimp tijdens het uitharden en het risico van ingesloten lucht. Dit artikel noemt geen prijzen. Voor uw keuze betekent dat: vraag of het verlijmde display standaard is of een optie. Verlijmen verandert de ruwe helderheid maar weinig. Information Display spreekt van een matige toename van de luminantie, omdat er minder licht binnen de opbouw terugkaatst. Wat de nits-waarde en transflectieve benaderingen betekenen, staat in het artikel Sunlight readable displays.

Welke Getac-apparaten LumiBond in de datasheet noemen

Veertien Getac-datasheets in het assortiment bevatten een LumiBond-vermelding. De tabel toont er zes met de kerngegevens uit de betreffende datasheet. De andere acht horen bij de Ex-varianten UX10-EX, F110-EX, K120-EX en T800 EX ATEX, bij de X600 en X600 Server en bij de G140 en F120. In de datasheets van de merken Durabook, Fieldbook, RuggON en Archos staat geen LumiBond en ook geen andere vermelding over verlijming. Dat betekent niet dat hun displays een luchtspleet hebben, alleen dat de datasheets erover zwijgen.

ApparaatDisplayHelderheid (nits)Vermelding van LumiBond in de datasheetBedrijfstemperatuur
Getac UX1010,1 inch, WUXGA (1920 x 1200)1000LumiBond-technologie, capacitief multitouch-scherm, optioneel dubbele modus-29 °C tot 63 °C
Getac F110 G711,6 inch, Full HD (1920 x 1080)1200LumiBond-technologie, bedienbaar in de regen of met handschoenen-29 °C tot 63 °C
Getac K12012,5 inch, Full HD (1920 x 1080)1200Full HD met LumiBond-technologie, bedienbaar met handschoenen, pen of in de regen-29 °C tot 63 °C
Getac A14014 inch, 1366 x 768 (standaard), optioneel Full HD (1920 x 1080)1000, 800 bij de Full HD-optiescherm van 14 inch met LumiBond-technologie-29 °C tot 63 °C
Getac V110 G711,6 inch, Full HD (1920 x 1080)1000capacitieve LumiBond-multitouch-29 °C tot 63 °C
Getac S51015,6 inch, Full HD (1920 x 1080)1000 (standaard)alleen optioneel: capacitief LumiBond-multitouchscherm-29 °C tot 63 °C

Twee rijen verdienen een tweede blik. Bij de S510 staat LumiBond in de datasheet alleen als optie, en de datasheet noemt als standaard een touchscreen, met LumiBond apart als optie. Bij de A140 noemt de datasheet de technologie voor het scherm van 14 inch als geheel en vermeldt twee resoluties met verschillende helderheid. Laat bij beide apparaten de uitvoering uitdrukkelijk bevestigen in de offerte.

Veelgestelde vragen

Is optical bonding hetzelfde als LumiBond?

LumiBond is de naam die Getac geeft aan zijn verlijmde display. Getac beschrijft LumiBond 2.0 als een optische verbinding van touchscreen en LCD met een heldere hars. De datasheets in het assortiment noemen alleen de naam LumiBond.

Maakt optical bonding een display helderder?

Slechts in geringe mate. Information Display noemt een matige toename van de luminantie. De betere leesbaarheid buiten komt vooral doordat er minder omgevingslicht wordt teruggekaatst.

Kan een verlijmd dekglas afzonderlijk worden vervangen?

Doorgaans niet. Volgens Beetronics zijn reparaties aan verlijmde displays economisch niet haalbaar. Zoek voor de aankoop uit wat het reserveonderdeel omvat.

Helpt de verlijming bij regen en met handschoenen?

De datasheets van de F110 G7 en de K120 noemen bediening in de regen of met handschoenen samen met LumiBond. Getac schrijft de aanpassing van de aanraakgevoeligheid bij water toe aan LumiBond 2.0. Meer over deze vraag staat in het artikel Touch bij nattigheid en met handschoenen.

Conclusie: voor wie een verlijmd display loont

Gebruikt u een robuuste tablet of robuuste laptop vooral buiten, werkt u bij vorst of wisselende temperaturen, of stelt u het apparaat in voertuigen en op bouwplaatsen bloot aan stoten, zet dan een apparaat met verlijmd display op uw shortlist. De zes Getac-apparaten in de tabel noemen LumiBond in hun datasheets, bij de S510 alleen als optie. Verlijmen heeft minder zin bij een apparaat dat bijna alleen binnen draait. Ook wie displays zelf wil vervangen, is er slechter mee af. Voor dat geval is geen van de hier genoemde apparaten geschikt.

Meer apparaten voor gebruik buiten vindt u onder outdoor-tablets. Bij vragen over de configuratie en de opties helpt het RobustBook-team u graag bij de keuze.