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Optische Grundlagen – Warum Optical Bonding physikalisch wirkt
Die überlegene Lesbarkeit eines optisch gebondeten Displays, insbesondere bei hellem Umgebungslicht, ist keine Magie, sondern das Ergebnis einfacher physikalischer Prinzipien. Der Schlüssel liegt in der Verringerung der Reflexion beziehungsweise in der Minimierung von internen Reflexionen an den Grenzflächen der verschiedenen Materialien / Komponenten.
Jedes Mal, wenn Licht von einem Medium in ein anderes mit einem unterschiedlichen Brechungsindex (Refractive Index) übergeht, wird ein Teil des Lichts reflektiert. Der Brechungsindex ist eine dimensionslose Zahl, die beschreibt, wie schnell sich Licht in einem Material ausbreitet. Luft hat einen Brechungsindex von etwa 1,0, während Glas und die meisten Polymere einen Brechungsindex von etwa 1,5 haben.
Bei einem Air-Gap-Display gibt es zwei kritische Übergänge:
- von der Innenseite des Deckglases (n ≈ 1,5) zur Luft (n ≈ 1,0)
- von der Luft (n ≈ 1,0) zur Oberfläche des Displays (n ≈ 1,5)
An jeder dieser Grenzflächen werden etwa 4 % des Lichts reflektiert.
Diese Reflexionen wirken sich in zweierlei Hinsicht negativ aus:
- Das vom Display emittierte Nutzlicht wird auf seinem Weg zum Auge des Betrachters geschwächt, was zu einer geringeren wahrgenommenen Helligkeit und schlechteren Lesbarkeit führt.
- Das von außen einfallende Umgebungslicht (z. B. Sonnenlicht) wird an diesen inneren Oberflächen reflektiert und überlagert das Nutzlicht, was den Kontrast drastisch reduziert.
Das Bild erscheint „verwaschen“ und ist bei direkter Sonneneinstrahlung kaum noch zu erkennen.
Optical Bonding löst dieses Problem, indem es den Luftspalt durch eine transparente optische Verklebung ersetzt, deren Brechungsindex (typischerweise n ≈ 1,45–1,5) sehr nahe an dem von Glas und der Displayoberfläche liegt. Dadurch werden die Reflexionen an den beiden kritischen internen Grenzflächen eliminiert. Der Lichtstrahl „sieht“ quasi nur noch einen einzigen Materialblock und passiert die Schichten ohne nennenswerte interne Reflexionen. Die einzige verbleibende Reflexion ist die an der Außenseite des Deckglases, die durch eine Antireflexions-Beschichtung (AR- bzw. AG-Coating) weiter minimiert werden kann.
Das Ergebnis ist eine dramatische Verbesserung der optischen Performance:
- Der Kontrast wird um den Faktor 5 bis 10 erhöht.
- Die wahrgenommene Helligkeit steigt um etwa 8 %.
- Die Farbbrillanz wird signifikant verbessert.
Das Bild ist scharf, klar, transparent aufgebaut und auch bei direkter Sonneneinstrahlung hervorragend ablesbar. Dies ist nicht nur eine Frage des Komforts, sondern ein entscheidendes Sicherheitsmerkmal, da gerade in vielen Heavy Duty HMI Anwendungen wichtige Informationen jederzeit zuverlässig erfasst werden müssen. Gerade Displays mit Optical Bonding bieten hier klare Vorteile gegenüber konventionell aufgebauten Systemen ohne Optical Bonding.
Hinweis zu technischen Angaben in diesem Kapitel
Die in diesem Kapitel genannten technischen Werte, Prüfprofile und Leistungsangaben dienen der fachlichen Einordnung. Konkrete Ergebnisse hängen vom jeweiligen Displayaufbau, Materialsystem, Bondingprozess, Einsatzprofil und Qualifikationsumfang ab. Produktspezifische Werte werden projektbezogen anhand von Datenblättern, Messungen, Prüfberichten und Kundenspezifikationen validiert.