Wie man ein robustes Deckglas für industrielle Außendisplays auswählt

5 wichtige Kennzahlen, die jeder Ingenieur vor der Spezifizierung eines Display-Deckglases bewerten muss.

Vom technischen Team von Kadi Display  |  www.kadidisplay.com  |  Industrielle Displaytechnologie 

Der Teil der Anzeige, über den niemand spricht, bis er ausfällt

Fragt man einen Ingenieur nach den Spezifikationen seines Outdoor-HMI-Displays, wird er Helligkeit, Auflösung, Touch-Technologie, Betriebstemperatur und wahrscheinlich auch die Schutzart des Gehäuses erläutern. Das Deckglas? Dazu gibt es meist nur einen Satz: „Es ist chemisch gehärtet.“ Manchmal heißt es einfach nur „Standard-Deckglas“. Und dann, achtzehn Monate nach der Inbetriebnahme, muss das Wartungsteam die gesprungenen Paneele eines Kiosks austauschen, der mit 0,3 m/s von einem Einkaufswagen um die Ecke gefahren wurde, oder das Glas eines Fabrikterminals ist trüb geworden, weil jemand ein Jahr lang täglich Staub mit einem trockenen Lappen abgewischt hat.

Das Deckglas eines Displays bildet die Schnittstelle zwischen der rauen Umgebung und der empfindlichen Elektronik dahinter. Im industriellen Außeneinsatz ist es UV-Strahlung, Temperaturschwankungen, Stößen, Chemikalien, abrasiven Verunreinigungen und – bei Touchscreens – tausenden Berührungszyklen durch Handschuhe, Werkzeuge und Finger täglich ausgesetzt. Jeder dieser Belastungsfaktoren hat messbare Parameter. Diese Parameter korrekt zu bestimmen ist nicht kompliziert, erfordert aber ein klärendes Gespräch mit Ihrem Display-Lieferanten, bevor Muster bestellt werden und nicht erst, wenn erste Ausfälle auftreten.

Dieser Leitfaden erläutert fünf wichtige Kennzahlen für die Auswahl von Abdeckglas für industrielle Außenbereiche, einschließlich der Zahlen, die Sie tatsächlich angeben sollten, der Fehlerarten, die sich aus einer falschen Auswahl ergeben, und einiger Fallstricke, die selbst erfahrene Ingenieure überraschen.

Was genau ist ein Display-Deckglas – und welche Funktion muss es haben?

Funktion und Position im Stapel

In modernen industriellen Displaybaugruppen befindet sich das Deckglas (auch Schutzglas, Frontglas oder Overlay-Glas genannt) ganz vorne im Displaystapel, zwischen der Umgebung und dem darunterliegenden Touchsensor oder LCD-Panel. Mechanisch gesehen ist es eine flache Platte – typischerweise 2–6 mm dick, je nach Anwendung –, die Kratzfestigkeit, Stoßfestigkeit und eine leicht zu reinigende Oberfläche bietet. Optisch sollte sie möglichst viel Licht der Hintergrundbeleuchtung durchlassen und gleichzeitig Oberflächenreflexionen minimieren. Thermisch muss sie den extremen Temperaturschwankungen der Einsatzumgebung standhalten, ohne sich von den Klebeschichten zu lösen, die sie mit dem restlichen Display verbinden.

Bei einem Display mit optischer Verklebung wird das Deckglas mithilfe eines optisch klaren Klebstoffs (OCA) oder Harzes (OCR) direkt mit dem Berührungssensor oder dem LCD-Polarisator laminiert. Bei einer Anordnung mit Luftspalt sitzt es in einem Rahmen, der einen physischen Spalt zum darunterliegenden Panel aufweist. Die optische Verklebung eliminiert interne Reflexionen und ist insbesondere für Außenanwendungen sehr vorteilhaft. Zudem sind Deckglas und die übrige Baugruppe strukturell miteinander verbunden, was die mechanische Analyse erheblich beeinflusst.

Was „im Freien“ für das Deckglas bedeutet

„Industrielle Außenanlagen“ sind kein einheitliches Umfeld, sondern ein Spektrum, das von überdachten Tankstellen über landwirtschaftliche Freilandlager bis hin zu Versorgungslagern in Polargebieten reicht. Die technischen Faktoren, die innerhalb dieses Spektrums variieren, sind: maximale Umgebungstemperatur (von -40 °C in der Arktis bis zu +65 °C Oberflächentemperatur in der direkten Sonneneinstrahlung des Nahen Ostens), UV-Dosis (kumulativ über Jahre), Art der Verschmutzung (Sand, Salznebel, Chemikalienspritzer, Fett), Gefahren durch Beschädigung (Vandalismus, Fahrzeugnähe, Werkzeugverlust) und Reinigungsregime (Industriechemikalien unter Hochdruck in der Lebensmittelverarbeitung; schonendes Abwischen in Transportumgebungen).

Die Spezifikation für Deckglas muss all diese Aspekte gleichzeitig berücksichtigen. Die fünf Kennzahlen in diesem Leitfaden beziehen sich direkt auf diese Belastungsfaktoren.

Die 5 wichtigsten Kennzahlen – Kurzübersicht

Vor der detaillierten Analyse folgt hier eine zusammenfassende Übersicht der fünf Kennzahlen, der geltenden Normen, der Mindestwerte, die für industrielle Außenanwendungen sinnvoll sind, und der Fehlerarten, die mit einer Unterbewertung der jeweiligen Kennzahl verbunden sind.

Auswahl des Deckglases – Kurzübersicht der 5 wichtigsten Kennzahlen

Diese fünf Kennzahlen beeinflussen sich gegenseitig auf nicht immer offensichtliche Weise. Dickeres Glas verbessert die Schlagfestigkeit, verringert aber die Lichtdurchlässigkeit leicht und verändert die thermische Masse der Konstruktion. Eine härtere Oberflächenbehandlung kann die Zähigkeit geringfügig reduzieren. Chemische Vorspannung erhöht die Festigkeit, senkt aber die maximale Betriebstemperatur im Vergleich zum unbehandelten Glassubstrat. Aufgrund dieser Wechselwirkungen ist es ratsam, die Auswahl des Deckglases als Systementscheidung und nicht als Einzelposten zu betrachten.

Metrik 1: Härte und Kratzfestigkeit

Warum Kratzfestigkeit wichtiger ist als ihr Aussehen

Die Kratzfestigkeit wird leicht unterschätzt, da ein zerkratztes Deckglas wie ein rein kosmetischer Mangel wirkt. In industriellen Außenanwendungen ist dies jedoch nicht der Fall. Eine Glasoberfläche mit zahlreichen Mikrokratzern streut das Licht – derselbe optische Effekt wie bei mattiertem Glas –, was den Kontrast verringert und ein Display mit 1000 cd/m² deutlich dunkler erscheinen lassen kann als spezifiziert. In medizinischen Anwendungen oder bei Inspektionen, wo die Darstellung feinster Details erforderlich ist, kann ein zerkratztes Deckglas die diagnostische Aussagekraft beeinträchtigen.

Die Glashärte wird in diesem Zusammenhang auf zwei Skalen gemessen. Die Mohs-Skala bewertet die Kratzfestigkeit des Grundmaterials – Standard-Natronkalkglas liegt bei 5–6, chemisch gehärtetes Aluminiumsilikatglas bei 7–8 und Saphir bei 9. Die Bleistifthärteskala (ASTM D3363) misst die Härte von Oberflächenbeschichtungen – eine Bleistifthärte von 7H oder 8H ist der typische Zielwert für eine Hartbeschichtung von Industrie-Außenglas. Diese beiden Skalen messen unterschiedliche Eigenschaften, und die Angabe beider Werte ist für ein vollständiges Bild notwendig.

Die Frage nach dem Hartmantel

Chemische Vorspannung verstärkt Glas mechanisch, macht die Oberfläche aber nicht automatisch widerstandsfähiger gegen feinen Abrieb. Sandpartikel, die häufig im Außenbereich vorkommen, bestehen hauptsächlich aus Siliziumdioxid (Quarz) – Härte 7 auf der Mohs-Skala. Eine unbehandelte Aluminosilikatglasoberfläche mit einer Mohs-Härte von 7–8 ist nur bedingt kratzfest gegenüber Quarz; ein Standard-Natronkalkglas mit einer Mohs-Härte von 5–6 hingegen nicht. In beiden Fällen erhöht eine Siliziumdioxid-Hartbeschichtung (SiO₂-basiert, typischerweise 2–7 µm dick, aufgebracht im Sol-Gel- oder CVD-Verfahren) die effektive Oberflächenhärte auf 8–9H (Bleistifthärte) und bietet einen wirksamen Schutz vor Quarz und anderen abrasiven Umwelteinflüssen.

Die Hartbeschichtung dient auch als Grundlage für nachfolgende Oberflächenbehandlungen: Die AG-Ätzung erfolgt auf dem Glassubstrat vor der Hartbeschichtung (oder nutzt die Hartbeschichtung als Medium), anschließend werden AR- und AF-Beschichtungen aufgetragen. Die Reihenfolge ist sowohl für die optische Leistung als auch für die Haltbarkeit entscheidend. Fragen Sie Ihren Deckglaslieferanten daher unbedingt nach einer genauen Dokumentation.

Kennzahl 2: Schlagfestigkeit und IK-Wert

Das IK-Ratingsystem verstehen

Die IK-Klassifizierung (definiert in EN 62262 / IEC 62262) ist das standardisierte Maß für die mechanische Stoßfestigkeit von Gehäusen und Displayabdeckungen elektrischer Geräte. Die Skala reicht von IK00 (kein Schutz) bis IK10 (Schutz gegen 20 Joule), wobei jede Stufe einer annähernden Verdopplung der Stoßenergie entspricht. Zum Vergleich: IK07 entspricht einem Stoß von 2 Joule (entspricht einem 0,5 kg schweren Gegenstand, der aus 400 mm Höhe fällt); IK08 entspricht 5 Joule (einem 1,7 kg schweren Gewicht, das aus 300 mm Höhe fällt); IK10 entspricht 20 Joule (einem 5 kg schweren Gewicht, das aus 400 mm Höhe fällt).

Für industrielle Außendisplays ist IK08 in den meisten Fällen das praktische Minimum. Öffentlich zugängliche Kioske in stark frequentierten Bereichen, Displays in Reichweite von Fahrgästen und alle Displays in der Nähe von Fahrzeugen sollten IK10 vorschreiben. Der Preisunterschied beim Deckglas zwischen IK08 und IK10 wird typischerweise durch eine größere Glasdicke (von 2 mm auf 3–4 mm) und/oder eine höhere chemische Vorspannungstiefe erreicht – die Mehrkosten sind gering im Vergleich zu den Kosten für den Austausch und die Ausfallzeiten von IK08-Glas in einer IK10-Umgebung.

Chemisches Härten vs. thermisches Härten – Dies ist kein unwichtiges Detail.

Die Art der Vorspannung ist für Sicherheitsanwendungen ebenso wichtig wie die IK-Klassifizierung. Thermische Vorspannung (wärmebehandeltes Sicherheitsglas) bietet zwar eine hohe Schlagfestigkeit, zerbricht aber im Bruchfall in Hunderte kleiner Fragmente – ähnlich wie eine Seitenscheibe eines Autos. Chemische Vorspannung (Ionenaustauschhärtung) bietet vergleichbare oder sogar höhere Festigkeit bei einem anderen Bruchverhalten: Chemisch vorgespanntes Glas bricht in weniger, dafür größere Stücke, anstatt in kleine Fragmente zu zerspringen. Dadurch wird das Verletzungsrisiko durch Glassplitter in Arbeitsbereichen, in denen sich Bediener aufhalten, deutlich reduziert.

Das Druckspannungsprofil ist ebenfalls unterschiedlich. Thermische Vorspannung erzeugt ein annähernd parabolisches Spannungsprofil über die Glasdicke mit maximaler Druckspannung an der Oberfläche. Chemische Vorspannung erzeugt eine flache, aber sehr hohe Druckspannungsschicht – typischerweise 40–80 μm tief (Schichttiefe oder DOL) – mit Druckspannungswerten von 650–900 MPa, die deutlich höher sind als die typische Oberflächenspannung von 70–150 MPa bei thermischer Vorspannung. Diese hohe Oberflächendruckspannung macht chemisch vorgespanntes Glas so widerstandsfähig gegen die Ausbreitung von oberflächeninitiierten Rissen.

Abwägung zwischen Dicke und Härte

Bei der Spezifikation von Deckglas besteht die Tendenz, die Dicke einfach zu erhöhen, wenn Schlagfestigkeit erforderlich ist. Dickeres Glas ist zwar bruchfester, doch die Dicke allein ersetzt nicht die Qualität der Vorspannung. Ein 4 mm dickes Kalk-Natron-Glas, das nicht ordnungsgemäß vorgespannt ist, kann bei geringerer Aufprallenergie brechen als ein fachgerecht chemisch vorgespanntes 2 mm dickes Aluminiumsilikatglas, da der Bruch an Oberflächenfehlern beginnt und die Druckspannung der chemischen Vorspannung diese Fehler unabhängig von der Dicke unterdrückt.

Die praktische Vorgehensweise: Chemische Vorspannung mit einer minimalen Eindringtiefe (DOL) von 40 μm und einer minimalen Oberflächendruckspannung von 650 MPa festlegen. Anschließend die Glasdicke anhand der erforderlichen IK-Klassifizierung und des optischen Klebeverfahrens auswählen. Optisch geklebte Baugruppen tolerieren etwas dünneres Glas, da die Klebeschicht zusätzliche Stabilität bietet, während Baugruppen mit Luftspalt vollständig auf die Eigensteifigkeit des Glases angewiesen sind.

Kennzahl 3: Optische Transmission und Oberflächenbehandlung

Im Kampf gegen das Sonnenlicht zählt jedes Prozent.

Die optische Transmission – der Anteil des einfallenden Lichts, der durch das Deckglas zum Betrachter gelangt – ist bei Außendisplays kein zweitrangiger Parameter. Jeder Transmissionsverlust von 1 % entspricht einer Reduzierung der Displayhelligkeit um 1 %. Bei einem System, das an der Grenze der Lesbarkeit bei starkem Umgebungslicht arbeitet, kann ein Verlust von 4–6 % durch eine nicht optimierte Deckglasanordnung den Unterschied zwischen lesbar und unlesbar ausmachen.

Unbehandeltes Flachglas lässt in einem Durchgang etwa 91–92 % des sichtbaren Lichts durch (der Rest ist Fresnel-Reflexion an den beiden Oberflächen). Durch das Aufbringen einer Antireflexionsbeschichtung (AR) erhöht sich die Lichtdurchlässigkeit je nach Beschichtungsaufbau auf 97–99 %. Eine Antireflexionsbeschichtung (AG) reduziert die Lichtdurchlässigkeit geringfügig – eine starke AG-Beschichtung mit 25 % Trübung verringert die Lichtdurchlässigkeit typischerweise um 2–4 % im Vergleich zu unbeschichtetem Glas. Eine Anti-Fingerprint-Fluorpolymer-Deckschicht (AF) hat einen vernachlässigbaren optischen Einfluss (Änderung der Lichtdurchlässigkeit unter 0,5 %), reduziert aber die Reflexion durch Fettverschmutzungen deutlich, wodurch Blendeffekte in stark frequentierten Touchscreen-Anwendungen effektiv verringert werden können.

Der optische Bonding-Multiplikator

Die wirkungsvollste Einzelverbesserung der optischen Leistung von Deckgläsern für den Außenbereich ist die optische Verklebung – das Füllen des Luftspalts zwischen Deckglas und Touchsensor bzw. LCD-Polarisator mit OCA oder OCR. Ein Luftspalt weist zwei zusätzliche Glas-Luft-Grenzflächen auf, die jeweils etwa 4 % des Lichts reflektieren. Durch das Füllen dieses Spalts mit einem brechungsindexangepassten Klebstoff (n ≈ 1,47–1,52) werden diese Grenzflächen eliminiert, wodurch die Lichtdurchlässigkeit um 6–8 % erhöht und der Kontrastverlust durch intern reflektiertes Umgebungslicht beseitigt wird.

Bei Außenbeleuchtung mit 50.000 Lux beträgt das Leuchtdichteverhältnis (Panelhelligkeit zu reflektiertem Umgebungslicht) einer Air-Gap-Displayeinheit mit 1.000 cd/m² Hintergrundbeleuchtung etwa 2:1 – kaum lesbar. Dieselbe Einheit mit optischer Verklebung und einer moderaten Antireflexbeschichtung erreicht ein Verhältnis von 4–5:1 – gut lesbar. Daher ist die optische Verklebung die mit Abstand effektivste Methode zur Verbesserung der Lesbarkeit von Außendisplays und bietet oft einen größeren Nutzen als eine Helligkeitserhöhung um 50 %.

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Kennzahl 4: Chemikalien- und UV-Beständigkeit

Das Problem mit den Reinigungsmitteln

Diese Kennzahl wird in Displayspezifikationen am wenigsten beachtet und verursacht die meisten Ausfälle im industriellen Umfeld. In industriellen Außenanwendungen werden Displays häufig – oft mit aggressiven Mitteln – gereinigt. Lebensmittelverarbeitungsbetriebe spritzen ihre Anlagen mit alkalischen Reinigungsmitteln ab. Bergbauausrüstung wird mit Hochdruckreinigern und einem Gemisch aus Wasser und Bohrflüssigkeit gesäubert. Offshore-Plattformen reinigen Displays mit IPA-haltigen Produkten, deren Konzentrationen weit über der zulässigen Belastbarkeit von Antireflexbeschichtungen liegen.

Das Glassubstrat selbst – ob Natronkalk- oder Aluminosilikatglas – ist gegenüber den meisten Industriechemikalien sehr beständig. Die Beschichtungen hingegen nicht. Standardmäßige Antireflexbeschichtungen sind in der Regel für die Reinigung mit Isopropanol-Lösungen unter 50 % Konzentration und milden, neutralen Reinigungsmitteln geeignet. Stärkere Substanzen wie konzentriertes Isopropanol, ketonbasierte Lösungsmittel, starke Säuren oder Laugen können die Beschichtung bei wiederholter Einwirkung innerhalb weniger Wochen beschädigen. Anti-Fingerprint-Fluorpolymerbeschichtungen sind zwar chemikalienbeständiger, aber nicht inert; starke Laugen greifen die Si-O-Bindungen an, die viele Anti-Fingerprint-Beschichtungen auf der Glasoberfläche verankern.

UV-Abbau – kumulativ und unsichtbar

Ultraviolette Strahlung stellt ein schleichendes Problem für die Deckgläser von Außendisplays dar. Das Glas selbst wird durch UV-Strahlung nicht wesentlich beeinträchtigt – insbesondere Borosilikatglas ist sehr UV-beständig. Der in der optischen Verklebung verwendete OCA-Klebstoff ist die anfällige Komponente. Standardmäßiger, auf Acryl basierender OCA-Klebstoff, der in vielen Displays für Konsumgüter und Industrie eingesetzt wird, beginnt sich bei längerer UV-Bestrahlung zu vergilben und an Haftung zu verlieren. Dies wird typischerweise nach 18–36 Monaten im Freien in niedrigen Breitengraden als Verfärbung der Klebstoffschicht sichtbar.

Die Lösung ist einfach, muss aber explizit angegeben werden: UV-stabiles OCA (typischerweise auf Silikonbasis oder mit UV-Absorber imprägniertes Acryl) mit Eignung für den Außenbereich. Der Preisaufschlag gegenüber Standard-OCA beträgt üblicherweise 20–40 % pro Flächeneinheit – eine geringfügige Erhöhung der Gesamtkosten für die Displaymontage, aber eine deutliche Verbesserung der Zuverlässigkeit. Fragen Sie Ihren Lieferanten nach dem OCA-Datenblatt und prüfen Sie insbesondere die UV-Beständigkeit, nicht nur den Temperaturbereich.

Kennzahl 5: Betriebs- und Lagertemperaturbereich

Thermische Zyklen – der schleichende Killer

Temperaturextreme spielen in den Spezifikationen für industrielle Displays eine wichtige Rolle. Temperaturwechsel – der wiederholte Wechsel zwischen Extremwerten – sind die Hauptursache für die Zerstörung von Displaybaugruppen im praktischen Einsatz. Bei einer Außeninstallation in einem gemäßigten Klima kann die Deckglasbaugruppe innerhalb eines Tages Temperaturschwankungen von −10 °C in der Nacht bis zu +50 °C (Oberflächentemperatur) in der direkten Nachmittagssonne ausgesetzt sein. Über eine Produktlebensdauer von 10 Jahren entspricht dies mehr als 3.500 Temperaturwechseln.

Der Ausfallmechanismus beruht auf unterschiedlicher Wärmeausdehnung. Deckglas, OCA-Klebstoff, Berührungssensor und LCD-Polarisator weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) auf. In einer gut konzipierten Baugruppe mit kompatiblen Materialien werden diese Unterschiede durch die viskoelastischen Eigenschaften des OCA ausgeglichen – er dehnt sich bei Temperaturänderungen aus und zieht sich zusammen und absorbiert so die entstehenden Spannungen. In einer schlecht dimensionierten Baugruppe – insbesondere wenn der OCA zu steif ist (hoher Elastizitätsmodul) oder der Wärmeausdehnungskoeffizient des Glassubstrats nicht mit dem des Berührungssensorsubstrats übereinstimmt – führt wiederholtes Beanspruchen zu Kantendelaminationen, beginnend an den Ecken, wo die Spannungskonzentrationen am höchsten sind.

Glasart und Thermoschock

Borosilikatglas (Wärmeausdehnungskoeffizient ca. 3,3 × 10⁻⁶/°C) ist deutlich temperaturschockbeständiger als Kalk-Natron-Glas (Wärmeausdehnungskoeffizient ca. 9 × 10⁻⁶/°C), da der niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizient die durch schnelle Temperaturänderungen entstehenden Spannungen reduziert. Bei Anwendungen mit schnellen Temperaturwechseln – beispielsweise einem beheizten Außenterminal in kaltem Klima, bei dem warme Bediener wiederholt einen kalten Bildschirm berühren, oder einem Display in der Nähe einer sich ein- und ausschaltenden Wärmequelle – rechtfertigt Borosilikatglas den höheren Preis.

Bei der Auswahl von OCA für Anwendungen in einem breiten Temperaturbereich sollte insbesondere die Glasübergangstemperatur (Tg) des Klebstoffs berücksichtigt werden. Unterhalb der Tg wird Acryl-OCA glasartig und spröde und verliert seine Fähigkeit, thermische Spannungen aufzunehmen. Für Anwendungen mit Betriebstemperaturen unter −20 °C sollte Silikon-basiertes OCA (Tg typischerweise unter −60 °C) anstelle von Standard-Acryl-OCA (Tg typischerweise −20 °C bis −30 °C) verwendet werden.

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Auswahl des Deckglasmaterials – Vergleich der Optionen

Nachdem die fünf Kennzahlen definiert wurden, folgt hier ein Vergleich der Glas- und Verglasungsmaterialien, die Ihnen bei der Spezifikation von industriellen Displays begegnen werden, und wofür jedes einzelne geeignet ist.

Vergleich von Deckglas und Verglasungsmaterialien

Ein paar Anmerkungen zu dieser Tabelle. Polycarbonat (PC) ist aufgrund seiner Schlagfestigkeit und seines geringen Gewichts durchaus attraktiv – PC bricht tatsächlich nicht bei Stößen, die Glas zersplittern lassen würden, und wird in extrem stoßbelasteten Anwendungen wie beispielsweise Schutzschilden eingesetzt. Das Problem liegt in der Kratzfestigkeit: PC verkratzt leicht (Mohs-Härte 3) und trübt sich in Umgebungen mit abrasiven Verunreinigungen innerhalb weniger Monate sichtbar ein. Polycarbonat ist kein Ersatz für gehärtetes Glas in industriellen Außendisplays, es sei denn, die Anwendung stellt sehr spezifische Anforderungen an die Stoßfestigkeit, die alle anderen Aspekte überwiegen, und das Display befindet sich in einer sauberen Umgebung.

Saphirglas – kristallines Aluminiumoxid, Mohshärte 9 – ist gegenüber allen abrasiven Materialien außer Diamant kratzfest. Es findet Anwendung in Spezialanwendungen im Militär-, Luft- und Raumfahrtbereich sowie bei Luxusuhren. Aufgrund der hohen Kosten (15- bis 25-mal so hoch wie bei Standardglas) ist es für die meisten industriellen Display-Abdeckglasanwendungen unpraktisch. In seltenen Fällen, in denen es gerechtfertigt ist – beispielsweise bei einem Display eines Präzisionsinstruments in einer Umgebung mit hoher Abriebbelastung, wo ein Austausch logistisch unmöglich ist –, gibt es zwar eine technische Lösung, diese erfordert jedoch spezielle Optiken, da sich der Brechungsindex von Saphir von dem von Glas unterscheidet und somit die Gestaltung der Antireflexbeschichtung beeinflusst wird.

Zusammenfassung – Szenariobasierter Auswahlleitfaden

Die nachfolgende Tabelle ordnet gängigen industriellen Außendisplay-Anwendungen empfohlene Deckglaskonfigurationen zu und berücksichtigt dabei alle fünf Kennzahlen.

Deckglaskonfiguration nach Anwendungsszenario

Fragen an Ihren Deckglaslieferanten

Wenn Sie bei einem Lieferanten eine Spezifikation oder ein Muster für Deckglas anfordern, können Sie anhand der folgenden Fragen schnell die Lieferanten unterscheiden, die die Anforderungen der Industrie verstehen, von denen, die lediglich Marketingbegriffe wiederholen.

Wie hoch sind die Druckspannung und die Schichtdicke (DOL) Ihrer chemischen Anlassbehandlung? Fragen Sie nach den Messwerten, nicht nach den Werten, die „chemisch gehärtet“ wurden.

Welche IK-Klassifizierung wurde für die komplette Baugruppe (Glas + Lünettenhalterung + Verklebung) geprüft? Eine IK-Prüfung des Glases allein ist nicht ausreichend; die Montage- und Klebemethode beeinflusst das Ergebnis.

Welche Bleistifthärte weist die Hartlackierung auf und nach welcher Norm wurde sie geprüft (ASTM D3363)? Fordern Sie den tatsächlichen Testbericht an.

Welchen OCA verwenden Sie für die optische Verklebung, und wie hoch sind die UV-Beständigkeitsklasse und die Glasübergangstemperatur (Tg) dieses Klebstoffs? Fordern Sie das Datenblatt für den Klebstoff an.

Welche Reinigungsmittel sind mit dem gesamten Oberflächenbehandlungsverfahren kompatibel? Verlangen Sie ein schriftliches Reinigungsprotokoll, keine mündliche Zusage.

Welche Prüfungen hinsichtlich Temperaturwechselbeanspruchung hat die geklebte Baugruppe durchlaufen? Erfragen Sie den Temperaturbereich, die Anzahl der Zyklen und die Bestehenskriterien.

Entspricht das Glas den REACH- und RoHS-Richtlinien und sind die Beschichtungen frei von verbotenen Substanzen? Für die CE-Kennzeichnung in den meisten in Europa verkauften industriellen Anwendungen erforderlich.

Anfragen zu maßgefertigten Deckgläsern: Kundenspezifische Displaylösungen – Kadi Display — Kundenspezifische Displayprojekte für OEMs und ODMs, einschließlich Spezifikation des Deckglases, Qualifizierung der chemischen Härtung, Integration der optischen Verklebung, AG/AR/AF-Oberflächenbehandlung und IK-Klassifizierungsprüfung für industrielle Außenanwendungen.

Zusammenfassung – Das Gespräch über das Deckglas gehört an den Anfang, nicht ans Ende

Die fünf in diesem Leitfaden genannten Kriterien – Härte und Kratzfestigkeit, Schlagfestigkeit und IK-Wert, chemische Härtungstiefe, optische Transmission und Betriebstemperaturbereich – sind keine unabhängigen Prüfpunkte. Sie beeinflussen sich gegenseitig und schränken sich ein. Eine wesentliche Abweichung von einem dieser Kriterien führt in industriellen Außenanwendungen typischerweise innerhalb von 12 bis 24 Monaten zu einem Ausfall. Die Auswahl des Deckglases ist keine Nebensache, sondern eine systemweite Entscheidung, die zeitgleich mit der Auswahl von Displayhelligkeit, Schnittstelle und Gehäuse getroffen werden sollte.

Die gute Nachricht: Für die meisten industriellen Außenanwendungen ist die Lösungsfindung unkompliziert, sobald die fünf Kennzahlen für die jeweilige Einsatzumgebung quantifiziert sind. Chemisch gehärtetes Aluminosilikatglas mit 3–4 mm Stärke und der Schutzart IK08 oder IK10, eine Hartbeschichtung der Härte 7H oder höher, optische Verklebung mit UV-stabilem OCA und eine auf die Umgebungslichtverhältnisse abgestimmte Oberflächenbehandlung – damit lässt sich ein breites Spektrum industrieller Außenanwendungen effektiv und zu Kosten abdecken, die nur einen Bruchteil der Gesamtsystemkosten ausmachen.

Haftungsausschluss: Die in diesem Artikel genannten technischen Spezifikationen, Prüfnormen und Materialkennwerte stammen aus öffentlich zugänglichen Industrienormen (EN 62262, ASTM D3363, IEC 60068, MIL-STD-810) und allgemeinen materialwissenschaftlichen Nachschlagewerken. Sie dienen ausschließlich der Veranschaulichung und Information. Die tatsächlichen Produktspezifikationen können je nach Hersteller variieren und sollten durch unabhängige Prüfungen bestätigt werden. Alle Markennamen und Normbezeichnungen sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. Dieser Artikel stellt keine Zertifizierung oder Gewährleistung für ein Produkt dar.