Display-Integration. Unser Leitfaden
Ein Display verhält sich im fertigen Gerät oft anders als im Datenblatt – und genau darin liegt die Herausforderung, die Integrationsprojekte so anspruchsvoll macht. Denn wird die Display Integration nicht von Anfang an mitgedacht, zeigen sich die Folgen oft erst im laufenden Betrieb: Helligkeit, die hinter dem Coverglas nachlässt. Touch-Eingaben, die im Metallgehäuse unzuverlässig werden. Oder ein Modul, das nach wenigen Monaten optische Auffälligkeiten zeigt.
Die Display-Integration beginnt deshalb schon bei der Display-Auswahl. In diesem Ratgeber zeigen wir Ihnen, worauf es hier ankommt. Die typischen Fallstricke kennen wir aus über 4.500 Projekten – und sie sind vermeidbar, wenn man schon ab den ersten Schritten der Entwicklung auf dem Schirm hat.
Das Wichtigste in Kürze
Worum geht es bei der Display-Integration?
Display-Integration heißt: ein Modul mechanisch, optisch und elektrisch so in Ihr Gerät einzubauen, dass es im realen Einsatz optimal eingestellt ist.
Die Schwierigkeit liegt in den vielen unterschiedlichen Schnittstellen:
Deshalb gilt: Je früher man sich in der Projektphase auch mit der Display Integration auseinandersetzt, desto eher spart man sich später Iterationen und Workarounds.
Welche Befestigungsmethode passt für die Display Integration ins Gehäuse?
Die Befestigungsmethode bei der Display Integration entscheidet darüber, wie das Gerät später aussieht, wie es sich warten lässt, und wie gut es abgedichtet werden kann.
Die Verklebung ist in der Praxis die mit Abstand häufigste Lösung. Das Display wird von vorn ins Gehäuse eingeklebt, entweder mit Tape auf der Innenseite des Coverglases oder direkt in eine vorbereitete Gehäuseschale, in der Flüssigkleber oder ein Klebeband sitzt. Eine Verklebung sorgt für fugenlose Fronten, die sich sehr gut abdichten und reinigen lassen. Wird das Display zusätzlich per Optical Bonding mit dem Coverglas verbunden, steigen Kontrast und mechanische Stabilität nochmals deutlich.
Die Verschraubung auf einer Trägerplatte ist die zweithäufigste Methode. Das Display wird auf eine Metallplatte geklebt oder geschraubt und dann von hinten ins Gehäuse montiert, sodass es gegen die Gehäuseinnenseite gedrückt wird. Sichtbar bleibt nur das Coverglas.
Das Klemmen des Displays kommt in der Praxis selten vor. Das Display wird hier mechanisch ohne Kleber oder Schrauben im Gehäuseausschnitt eingesetzt. Das kann bei bestimmten Bauformen praktisch sein, ist aber in der Regel weniger robust als Kleben oder Schrauben und deshalb auch die Ausnahme.
Sind Toleranzen und Schutzklassen im Bauraum bei der Display Integration zu beachten?
Zu knapp bemessener Bauraum bei der Display Integration ist die häufigste Ursache für Mura-Effekte, Glasbruch und Probleme mit dem Touch. Der Grund: Display, Coverglas, Bezel und Gehäuse haben jeweils eigene Fertigungstoleranzen, die sich beim Zusammenbau addieren. Was im CAD-Modell auf den Zehntelmillimeter passt, sitzt in der realen Serie selten so exakt, wie es geplant war.
Wenn sich dann die Temperatur ändert, dehnen sich Aluminium, Kunststoff und Glas unterschiedlich stark aus und es entsteht Druck auf das Panel. Aus Druck wird Spannung im Glas, und aus Spannung werden die Effekte, die Nutzer später als Display-Fehler wahrnehmen.
Drei Punkte sind bei der Display Integration entscheidend
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Welche Kriterien bestimmen, ob Optical Bonding oder Air-Gap Bonding die bessere Displaylösung ist?
Beim Air-Gap-Aufbau bleibt zwischen Display und Coverglas ein dünner Luftspalt. Beim Durchqueren trifft das Licht auf zwei Glas-Luft-Übergänge und wird an jedem davon teilweise reflektiert. Im OP-Licht, bei Sonneneinstrahlung oder unter starken Hallenlampen wirkt das Bild dadurch flau. Ein weiterer Nachteil: In dem Luftspalt kann sich mit der Zeit Feuchtigkeit niederschlagen oder Staubpartikel ansammeln.
Beim Optical Bonding wird dieser Spalt mit einem optisch klaren Kleber gefüllt, dessen Brechungsindex dem von Glas entspricht. Dadurch sinken die Reflexionen auf einen Bruchteil und der Kontrast steigt deutlich. Der Klebefilm versteift zusätzlich den Aufbau: Das Display wird stoß- und vibrationsfester, und Kondenswasser im Spalt ist von vornherein ausgeschlossen.
Welches Display Coverglas für welche Anwendung?
Das Coverglas ist die Oberfläche, mit der der Nutzer interagiert. Wie genau er diese berührt, betrachtet und reinigt hat direkten Einfluss darauf, wie der Touch dahinter funktioniert.
Material.
Chemisch oder thermisch gehärtetes Glas ist die robusteste Wahl. Es ist schlag- und temperaturwechselbeständig, kratzfest und chemikalienresistent. PMMA und Polycarbonat sind leichter und bruchsicher, dafür aber kratzempfindlicher und daher weniger verbreitet.
Bedruckung.
Die Bedruckung gehört auf die Innenseite des Glases. So bleibt sie geschützt und die Außenfläche vollständig glatt zu reinigen. Wichtig ist die saubere Definition der Sichtöffnung, weil jeder Versatz im fertigen Gerät sichtbar wird.
Beschichtungen.
- Anti-Reflex (AR) reduziert Spiegelungen und verbessert die Farbtreue.
- Anti-Glare (AG) macht die Oberfläche matt und vermeidet störende Lichtreflexe.
- Anti-Fingerprint (AF) erleichtert die Reinigung.
- Antimikrobielle Schichten kommen vor allem in der Medizintechnik zum Einsatz.
Display Integration: Wie beeinflusst die Touchscreen-Integration die Bedienqualität?
Ein kapazitiver Touch (PCAP) misst die Veränderung eines elektrischen Feldes. Alles, was zwischen Finger und Sensor liegt, schwächt dieses Feld. Die Touch-Performance ist demnach keine reine Eigenschaft des Sensors, sondern kann durch verschiedene äußere Umstände beeinträchtigt werden.
Drei Punkte sind bei der Touchscreen Integration wichtig:
Was leisten Controller-Board und Schnittstellen bei der elektrischen Display Integration?
Das Controller-Board übersetzt die Signale Ihres Geräts in das, was auf dem Display zu sehen ist. Standard-Controller passen jedoch häufig nicht ideal auf Standard-Geräte.
Wir entwickeln Controller-Boards passend zu Ihrer Geräteelektronik, mit den Schnittstellen, die Sie haben (LVDS, eDP, HDMI, MIPI, RGB, SPI, I²C), und der Firmware, die auf Ihre Anwendung abgestimmt ist: Das ist der Unterschied zwischen einer Integration, die mit Kompromissen lebt, und einer, die einfach passt.
Wie das Display bei der Integration vor Umwelteinflüssen schützen?
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Checkliste: Was Sie für eine gelungene Display Integration früh im Entwicklungsprozess klären sollten
Fazit: Display Integration ist eine Schnittstellenaufgabe
Die meisten Punkte in diesem Leitfaden sind keine reinen Display-Themen. Sie sind Schnittstellenthemen zwischen Mechanik und Optik, zwischen Elektronik und Bedienung oder Konstruktion und Fertigung. Denn leider scheitern Display Integrationen am häufigsten an Stellen, an denen jeder Beteiligte zwar sauber gearbeitet hat, aber das Zusammenspiel nicht umfassend mitgedacht wurde.
Bei admatec kennen wir diese Schnittstellen und unterstützen Sie gern dabei, sie sauber zu lösen.
Wir sagen Ihnen früh, wo Ihr Konzept funktioniert und wo es nachjustiert werden sollte, damit das Display im fertigen Gerät optimal funktioniert.
Sie planen ein Gerät und möchten die Display-Integration mit jemandem durchgehen, der sich auskennt?