Berührempfindliche Eingabesysteme Das sind die beiden häufigsten Fehler beim Optical Bonding

Autor / Redakteur: Klaus Wammes * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Optical Bonding oder transparentes Laminieren hat sich in der Industrie etabliert. Doch die Tücken liegen im Detail. Dabei ist ein kosmetischer Fehler noch harmlos. Ein funktionaler Fehler nicht mehr.

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Ein Touchdisplay sollte frei von Fehlern sein. Tücken beim Optical Bonden liegen allerdings im Detail. Wir zeigen die beiden häufigsten Fehler.
Ein Touchdisplay sollte frei von Fehlern sein. Tücken beim Optical Bonden liegen allerdings im Detail. Wir zeigen die beiden häufigsten Fehler.
(Bild: Samsung Galaxy S5 Display / Prepayasyougo, flickr.com / BY-ND 2.0)

Trotz der zahlreichen Erfahrungswerte beim Optical Bonding treten Fehler auf, die sich in zwei Kategorien zusammenfassen lassen: kosmetische Fehler und funktionale Fehler. Erstere beeinträchtigen die Optik: Bläschen und beginnende Delamination sehen zwar nicht besonders schön aus, Touch und Display funktionieren jedoch noch. Letztere dagegen sorgen für den Geräteausfall durch beispielsweise verbogene beziehungsweise verklemmte Displays. Da Luft einen anderen Brechungsindex hat als Kleber, fallen eingeschlossene Luftbläschen leicht ins Auge. Ist der Kleber mit den beiden Grenzflächen, die er zusammenhalten soll, nicht kompatibel, dringt Luft in den Verbund ein.

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Der Einfluss des Wassers auf die Materialien

Lösemittel können ebenfalls den Kleber angreifen. Auch treten Bläschen durch Alterung des Klebers auf oder durch äußere Einflüsse wie Magnetfelder oder Temperatur. Bläschen entstehen allerdings auch durch unterschiedliches Wasseraufnahmevermögen der unterschiedlichen Materialien. Das Wasser ist zunächst chemisch gebunden oder physikalisch an der Oberfläche.

Auch Glas hat immer eine Mono-Lage Wasser an seiner Oberfläche. Bei Temperaturerhöhung löst es sich, es entsteht Dampfdruck, der größer ist als die Klebekraft. Bei Kälte kristallisiert das Wasser. Von der für Display und Touch unvorteilhaften Schärfe und Spitze der Kristalle abgesehen, wird der Kleber durch Kälte regelrecht abgesprengt. Es kommt zu Kältebläschen. Diese wachsen bei jedem Atmen des Gerätes, also Kalt-Warm-Wechsel.

Entstehen Bläschen an den Kanten des Displays, kommt es zur Diffusion: Wasserdampf dringt ein, der Effekt verstärkt sich. Da der Zug an den Außenkanten des Laminatverbunds am stärksten ist, wird die Bläschenbildung gleichzeitig durch den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verklebten Materialien verstärkt. Entsprechend kommen Bläschen, die von außen nach innen wachsen, am häufigsten vor.

Treffen mehrere Bläschen zusammen, werden sie zu einer größeren Blase. Je nach Position und Anzahl begünstigen sie bei häufigeren und weiten Temperaturgängen weitere partielle Delamination. Wird das Verklebte später weiter verbaut, spielen selbstverständlich auch die Ausdehnungskoeffizienten des neuen Verbundmaterials eine Rolle.

Bläschen können auch absorbiert werden. Zunächst ist das gut. Das Bläschen ist jedoch nicht verschwunden. Es ist lediglich gebunden und nur temporär unsichtbar, da es im gebundenen Zustand quasi denselben Brechungsindex hat. Beim nächsten Atmen des laminierten Verbundes wird es meist wieder sichtbar.

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