Le collage optique (optical bonding) est une technique élégante et performante. Elle apporte de nombreux bénéfices à vos afficheurs. Depuis 2004, LCDIS est experte dans cette technique. Faisons le point sur les raisons d’utiliser ce procédé.

Le cas le plus fréquent pour vouloir un afficheur optiquement collé est l’usage en extérieur. L’environnement de fonctionnement se durcit et la lisibilité n’est plus garantie. On peut également avoir besoin de durcir un afficheur (jusqu’à IK10)

Voici les principaux effets avantageux du collage optique :

• Meilleure transmission de lumière (adaptation des indices optiques des différents matériaux).
• Diminue la température de fonctionnement (suppression de la lame d’air).
• Empêche l’apparition de condensation, moisissures, poussières.
• Diminue les reflets indésirables et la réfraction  (maintien du contraste intrinsèque de votre afficheur).
• Durcissement de l’afficheur (dissipation d’une partie de l’énergie du choc).
• Amélioration de la gestion thermique (dissipation de la chaleur dans la matière collée).
• Forte amélioration de la lisibilité (traitements de surface AR, AG ou ARAG).
• Simplification de l’intégration. La plupart du temps, l’afficheur est mécaniquement maintenu par la force du collage optique.

Le collage optique est très utile pour les afficheurs à haute luminosité. Contrairement à une idée répandue, la haute luminosité n’est pas suffisante pour garantir la lisibilité.

Un collage optique durable nécessite de larges connaissances techniques. Il nécessite également une analyse précise des raisons pour lesquelles vous en avez besoin. Il n’est pas possible d’utiliser une seule chimie de colle et un seul process en espérant répondre ainsi à tous les cas de figure. L’analyse déterminera:

• l’épaisseur du collage
• la colle à utiliser
• le process gravitaire à l’horizontale / verticale ou l’injection
• le colmatage du bezel
• l’utilisation d’espaceurs
• La nature de la colle (polymérisation à l’air humide, aux UV, sous vide etc…).

LCDIS a l’expérience requise pour les process OCA (Optically Clear Adhesive, ou dry bonding) et OCR (Optically Clear Resin, ou wet/liquid bonding). LCDIS peut ainsi adresser des applications grand public, industrielles, médicales, automobile ou militaires.

La technique de collage optique permet d’envisager l’empilage de différentes couches fonctionnelles, à titre d’exemple :

• Afficheur + vitre de protection
• Afficheurs + mesh EMI + vitre de protection
• Afficheur + dalle tactile
• Afficheur + mesh EMI + dalle tactile
• Afficheur + dalle tactile + vitre de protection
• Afficheur + filtre infrarouge ou UV + vitre de protection

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Pour être lisibles en plein soleil, il faudrait utiliser un écran transflectif car il a la particularité de recycler la lumière ambiante pour améliorer sa lisibilité. Peu de fabricants de dalles TFT proposent des produit transflectifs d’origine car la technique dégrade le contraste de l’image. L’écran devient lisible en toutes circonstances, mais sont contraste sera faible. La transflectivité est une niche du marché LCD en terme de quantités produites, expliquant de ce fait le peu de choix. Alors, comment faire lorsque la diagonale et la résolution nécessaires à votre projet ne correspond à aucune produit standard ?

Tout écran TFT transmissif peut devenir lisible en plein soleil grâce à des améliorations optiques bien calibrées et faites dans les règles de l’art par des spécialistes.

« Pour lire un écran en plein soleil, il faut un écran haute luminosité ! »

Cette phrase, vous l’avez probablement souvent entendue. C’est une affirmation très (trop) répandue par les services marketing de sociétés plus préoccupées par vendre plutôt que par apporter la satisfaction. Cela est malheureusement faux ou au mieux, incomplet.

Ce qui gêne en premier lieu la lisibilité, vous l’avez expérimenté avec vos smartphones : ce sont les reflets. L’œil voit les reflets et ne voit plus l’image derrière. Pour cela, il faut que la surface de votre écran soit dotée de propriétés visant à diminuer sa réflectance. Il existe deux types d’antireflets, aucun n’étant parfait. Il conviendra d’adapter le choix en fonction de l’application.

• L’antireflet diffusant ou antiglare (AG). En créant un motif plus ou moins fins dans la matière, il casse le rayon de lumière et le diffuse dans toutes les directions. La puissance lumineuse n’est pas baissée, l’énergie est juste diffusée. L’antiglare est reconnaissable par l’effet dépoli / satiné qu’il apporte à la surface traitée. L’antiglare est très bien adapté aux sources de lumière multiples. Sa limitation provient du fait qu’il atténue le contraste de l’image, la matière ainsi traitée devenant lumineuse.

• L’antireflet spéculaire interférentiel (AR). Contrairement à l’AG, l’AR atténue la lumière. Comment ? Plusieurs couches sont déposées sur la surface de l’afficheur, plus il y a de couches, plus l’atténuation est forte. Chaque couche est un diélectrique d’indice différent. Quand une onde change d’indice, une partie est transmisse, une partie est réfléchie. Le but est de créer des réflexions destructives en faisant en sorte que la lumière réfléchie soit en opposition de phase avec la lumière incidente. Ce procédé permet d’atténuer jusqu’à 99.5 % de la puissance lumineuse. Aussi contre-intuitif que cela puisse paraître, ce traitement donne à l’afficheur une surface en apparence brillante. Ces couches minces sont mécaniquement plus fragiles (abrasion) et le nettoyage est plus difficile. Cela peut-être amélioré en appliquant des traitements à base de nano-particules qui apportent un effet anti-traces de doigt (antifingerprint). Ces particules atténuent la porosité de surface et améliore la sensation de glisse dans les applications tactiles. L’AR est indiqué pour les sources de lumière ponctuelles intenses (soleil, spots)
• L’antireflet ARAG (AR et AG) : c’est la solution ultime car elle combine les avantages des deux techniques. Ce traitement reste réservé aux applications haut de gamme. On ne cherche plus à assurer la lisibilité d’un texte, on cherche en plus à préserver la fidélité des couleurs. Les antireflets ne sont donc pas utilisés que pour assurer la lisibilité en extérieur.

Si votre afficheur est équipé d’une dalle tactile ou d’une vitre de protection, il faut également supprimer les reflets internes, ceux entre l’avant de l’afficheur et l’arrière de la vitre. Ceci peut être obtenu par le collage optique des deux surface visant à supprimer la lame d’air et la remplacer par une colle dont l’indice optique est proche de celui du verre. LCDIS est spécialiste du collage optique (optical bonding) depuis 2004.

Une fois que l’écran a été correctement traité, on peut envisager de compléter par une luminance plus élevée. Un afficheur uniquement lumineux ne sera pas lisible en plein soleil.

« lisibilité plein soleil » ne signifie pas « haute luminosité » !

Si la source de nuisance lumineuse est le soleil direct, il faudra compléter ces traitements par des filtres visant à lui permettre de résister à l’élévation de la température de surface causée par le rayonnement infrarouge. Il faudra également le protéger des effets destructeurs des rayonnement UV.

Nous sommes à votre disposition pour discuter de votre projet et déterminer la combinaison de traitements à utiliser.

Nous vous exposerons quelques exemples de projets réussis en guise de référence.

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LCDIS offers a 21.5″ TFT display with extended temperature (-20°C to +70°c) referenced LDS215HTN10. This product supports -30/+80°c in storage .

• IPS technology (178°/178°)
• Luminance: 350 cd/m²
• Resolution: 1920×1080 pixels (FHD)
• LVDS interfaceThat’s not all: The LCD fluid used is high TNI (105°c) . This is particularly useful to ensure that the screen does not darken in the presence of intense sunlight.Direct connection to the LEDs of the backlight allowing you to choose your LED driver. We recommend our BL4M LED driver (designed by LCDIS) to be consistent with the temperature range of this beautiful product and to offer supervision functions (temperature rise, status of LED chains, etc.)EDIT 27 APRIL 2021

The 1000 cd/m² version has been released

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Les termes glass bonding ou optical bonding sont populaires, mais que veulent-ils dire, pourquoi utiliser le collage optique et quels sont les avantages apportés ?

La bonne lisibilité d’un écran TFT repose sur la bonne gestion des reflets de la lumière ambiante, pas sur sa seule luminance. Par exemple, nous avons en démonstration un afficheur de seulement 700 cd/m² qui est parfaitement lisible en extérieur (prêt sur demande).

Cette lumière ambiante peut être de deux types :

1) sources ponctuelles : soleil, spots d’éclairage

2) sources diffuses : l’ambiance lumineuse du lieu d’utilisation du LCD provient d’un grand nombre de rayons de lumière d’origine différente (angles d’incidence différents). Le cas typique est le bureau ou l’usine où les sources d’éclairage sont à de multiples emplacements

Pourtant, il existe une confusion entre ces deux types de perturbations et sur les solutions à mettre en œuvre. On parle de traitement antireflets sans tenir compte de leur mode de fonctionnement et de leur multiplicité. Selon le type, leur efficacité sera variable. Voici les grandes lignes :

Le traitement antireflet le plus classiquement rencontré est l’antiglare. C’est un traitement qui convient aux sources diffuses et d’intensité modérée. Ce traitement est à proscrire en extérieur non-protégé ou en cas de sources ponctuelles. En effet, son principe de fonctionnement repose sur la création d’une surface légèrement granuleuse, donnant cet aspect satiné. Il diffuse l’énergie lumineuse dans la matière sur lequel l’antireflet est présent.

Un rayon de lumière incident est éclaté en plusieurs directions dans la matière de l’antiglare. Cela crée un halo lumineux de taille supérieure à celle de la source de lumière. L’écran devient d’un aspect blanchâtre comme si on avait superposé un papier calque à l’image. Votre œil ne voit plus que la lumière générée par le fonctionnement de l’antireflet et plus du tout l’image derrière. En anglais, il s’appelle AG (Antiglare). Utiliser un écran 1500 cd/m² pour compenser ce phénomène n’est pas la solution et ne fonctionnera pas.

Le traitement faible réflexion est celui utilisé dans les optiques des appareils photos, des lunettes etc…Il s’agit d’un traitement diminuant la réflectance de la surface, sans disperser l’énergie lumineuse dans toutes les directions. La première conséquence est que la source de lumière réfléchie conserve sa taille d’origine (elle n’est plus un gros halo sur toute la surface). L’effet est obtenu par le dépôt de couches interférentielles.

La seconde conséquence est que l’atténuation est de l’ordre de 100 à 200 fois, permettant ainsi de soutenir le reflet du soleil sur l’écran sans être ébloui. C’est le traitement à privilégier pour les sources ponctuelles de très forte intensité. En anglais, on l’appelle également AR (Anti Reflection)

Dans des applications particulières, il existe des traitement combinant les deux types de fonctionnement AR et AG. Il s’appellent ARAG

Pour les application ne nécessitant pas de durcissement / protection physique, LCDIS peut remplacer les traitements antiglare équipant d’origine vos écrans et laminer en salle blanche un film AR à la place. La transformation rend votre écran méconnaissable tant son efficacité est élevée : le noir reste noir, le contraste perçu est très élevé. La comparaison entre deux écrans identiques, l’un AG d’origine, l’autre traité AR, est saisissante. Notre service de laminage concerne tout écran de toute marque, quelque soit sa taille.

Si le durcissement de l’écran est nécessaire, l’ajout d’un verre antireflet en collage optique est la bonne solution. LCDIS vous conseillera le type d’antireflet le plus adapté après avoir analysé vos cas d’application.

Si l’afficheur ou le moniteur est susceptible d’être exposé au soleil de longues heures par jour, il faudra ajouter d’autres traitements afin de limiter la nuisance des infrarouges et des ultraviolets.

Il faut également noter qu’il existe une confusion entre le traitement AR et le terme Glossy fréquemment utilisé dans les produits grand public. L’antiglare a cet aspect satiné caractéristique. Mais au premier abord, une surface Glossy et une surface AR sont toutes les deux parfaitement lisses et brillantes. La différence est pourtant de taille : la surface Glossy n’atténue pas, la surface AR atténue de 100 à 200 fois. Si votre oeil voit le soleil par réflexion de ce dernier sur l’écran Glossy, vous allez tourner immédiatement la tête à cause de l’éblouissement intense. Le même scénario avec l’écran AR permet de le supporter

Un autre test moins contraignant permet de les différencier : écran éteint, cherchez à trouver la lumière d’un éclairage au plafond. Si votre reflet est de la même couleur que la source et assez lumineux, il s’agit d’un écran Glossy. L’écran AR vous donnera un reflet très atténué en intensité bien sûr, mais surtout avec une teinte de couleur bleue, violette ou rose.

Auparavant réservés à des applications niche (instrumentation militaire), cette technique est désormais économiquement abordable pour les applications industrielles et professionnelles.

La clé de la lisibilité est la gestion du reflet, pas la seule luminance de votre écran.

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