Vidro antiencandeamento ou antirreflexo para ecrãs industriais

Os principais tratamentos de superfície industriais para vidro de cobertura de ecrãs dividem-se em duas categorias: ataque químico antiencandeamento (AG) e revestimento antirreflexo (AR). Ambos proporcionam alguma redução do encandeamento ao diminuírem o efeito aparente da luz exterior na legibilidade do ecrã, mas fazem-no através de processos ópticos radicalmente diferentes. O AG dispersa a luz refletida ao conferir rugosidade química à superfície do vidro. O AR anula-a eficazmente através de um revestimento multicamada de materiais seletivamente transparentes que provoca interferência destrutiva. O tipo de vidro de cobertura antiencandeamento ou antirreflexo mais adequado ao seu ecrã industrial depende do ambiente de utilização, da qualidade de imagem exigida e do orçamento.

Visão geral — Comparação entre vidro antiencandeamento e antirreflexo

Segue-se uma comparação simples entre o vidro antiencandeamento e o vidro antirreflexo. Ambas as superfícies reduzem o encandeamento incómodo, mas o AG consegue-o alterando o percurso da luz, enquanto o AR suprime a reflexão. Ao avaliar a diferença entre superfícies antiencandeamento e antirreflexo, tenha em consideração estes fatores.

Como funciona o vidro antiencandeamento — Ataque químico da superfície e dispersão da luz

A análise começa quando a luz incide na superfície AG submetida a ataque químico. O ataque químico do vidro cria uma rugosidade superficial de 6-50 mícrones (descrita como “agressiva” ou “suave” por diferentes fornecedores). Esta reflexão difusa redistribui a luz incidente por uma ampla gama de ângulos, reduzindo a sua intensidade e tornando-a menos suscetível de causar distração. Os engenheiros designam este fenómeno por dispersão — uma redistribuição angular de banda larga da energia luminosa refletida que, de outro modo, formaria um encandeamento irregular.

Os níveis de haze antiencandeamento são classificados de acordo com a ASTM D1003. Um haze de cerca de 10 % proporciona uma supressão muito ligeira do encandeamento, com o menor impacto possível na nitidez. Os valores-alvo de 15 % de haze evitam o encandeamento incómodo e proporcionam maior conforto visual, enquanto níveis de 25-40 % tornam controlável até o encandeamento ambiente intenso, em detrimento de um aspeto mate mais baço da superfície. Os revestimentos antiencandeamento difundem ativamente a luz refletida em vez de a eliminarem.

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Como funciona o vidro antirreflexo — Revestimento multicamada de película fina

Os vidros com revestimento AR são constituídos por películas finas multicamada aplicadas em câmaras de vácuo especializadas. As camadas são formadas por deltas de fluoreto de magnésio (MgF), dióxido de silício (SiO) ou dióxido de titânio (TiO). A espessura de cada camada é calibrada por laser para corresponder a uma determinada banda estreita de luz visível (400-700 nm). Quando as ondas luminosas são refletidas por cada camada, interferem destrutivamente entre si, impedindo a formação da luz refletida. Esta abordagem com várias películas permite aos revestimentos AR alcançar o melhor desempenho óptico antirreflexo.

Segundo o artigo da Wikipedia sobre revestimentos antirreflexo, as estruturas multicamada de banda larga adaptadas a todo o espetro visual normal (aproximadamente 400-700 nm) produzem habitualmente um valor máximo de AR inferior a 0,5 %. As estruturas multicamada de banda estreita centradas em comprimentos de onda específicos (como 555 nm, verde-amarelado, ao qual o olho humano é mais sensível) podem reduzir a refletância para menos de 0,1 %, abaixo do limiar de sensibilidade dos nossos olhos.

Uma superfície de vidro sem revestimento reflete cerca de 4 % da luz incidente. Isto significa que quase 8 % da luz incidente nas 2 superfícies é refletida de volta para os nossos olhos. Os revestimentos AR de três camadas reduzem este valor para perto de 0 %, proporcionando uma transmitância extremamente elevada. Num ecrã industrial, isto pode traduzir-se diretamente numa maior fidelidade do contraste, da cor e da profundidade da imagem.

Clareza óptica e qualidade da imagem

Em termos de fidelidade da imagem original, o vidro com revestimento AR é superior. Ao preservar uma superfície transparente, brilhante, sem gordura e não mate, o conteúdo da imagem visto através do vidro apresenta exatamente o aspeto gerado pelo painel. Os ecrãs para cuidados de saúde, os postos de inspeção por visão artificial e qualquer aplicação crítica em termos de cor exigem revestimento AR.

A reflexão no vidro sem revestimento seria tão semelhante à de um espelho que seria impossível analisar a imagem.

O vidro com tratamento antiencandeamento (AG) implica um compromisso aceitável. A aplicação dos atuais ataques químicos AG com 15-25 % de haze é geralmente compatível com a leitura visual dos painéis HMI industriais convencionais. Com uma resolução inferior a 200 PPI (típica dos ecrãs táteis industriais de 7 a 15 polegadas), os efeitos do haze AG na nitidez são praticamente invisíveis.

Mesmo com níveis moderados de haze, o operador continua a conseguir ler razoavelmente os valores de estado, percorrer menus e interpretar alarmes identificados por cores.

Durabilidade, facilidade de limpeza e resistência ambiental

Em termos práticos, o vidro AG é mais duradouro. Como a textura é gravada no próprio vidro, não lasca, não descasca nem desaparece com o desgaste resultante de lavagens repetidas ao longo do tempo. Os trabalhadores que lavam ecrãs com produtos de limpeza ou desinfetantes de potência industrial num ambiente fabril preferirão o AG.

Na realidade, as marcas são menos visíveis porque o acabamento mate não as evidencia, o que também reduz a necessidade de limpeza.

Em contrapartida, o revestimento AR encontra-se na superfície do vidro e, por isso, é mais suscetível a riscos. A maioria das estruturas multicamada de gama alta possui uma camada superior de revestimento duro que proporciona resistência aos riscos, mas os produtos químicos e equipamentos de limpeza fortemente abrasivos ainda podem danificar o revestimento. Quando o vidro é manuseado continuamente numa sala limpa ou noutra aplicação em ambiente controlado, o desempenho AR pode manter-se durante muito tempo.

Por exemplo, muitos equipamentos de monitorização radiológica podem manter os revestimentos AR durante toda a respetiva vida útil.

Tanto os revestimentos de superfície AG como os AR…… podem ser utilizados no frágil vidro temperado atual sem qualquer alteração da resistência ao impacto.

Considerações sobre custo, prazo de entrega e encomenda mínima

Custos de superfície: ataque químico AG ou revestimento AR. Em termos de custo unitário, o ataque químico dos painéis apresenta uma vantagem significativa face ao revestimento AR.

Como se trata de um processo por lotes, o ataque químico permite transformar vários painéis num único lote, mantendo reduzido o custo unitário. Em contrapartida, o revestimento AR exige deposição em vácuo — um processo que requer equipamento de câmara dispendioso e aumenta o prazo de entrega.

Em projetos com orçamento limitado, o AG é geralmente utilizado como solução prática de referência. O custo adicional do revestimento antirreflexo justifica-se quando os requisitos de especificação relativos à qualidade da imagem são rigorosos, (por exemplo, quando o utilizador observa texto fino ou cores valiosas através do vidro de cobertura de ecrãs médicos ou de sinalização situada atrás de um ecrã fechado por vidro). Os engenheiros do projeto devem comparar o custo adicional do revestimento AR com a melhoria óptica adicional obtida.

Qual deve escolher para o seu ecrã industrial?

O vidro combinado AG/AR pode ser utilizado em projetos nos quais o ataque químico AG e o revestimento AR são aplicados na mesma peça de vidro. Em conjunto, o AG e o AR combinam a redução do encandeamento por dispersão proporcionada pelo ataque químico com a supressão da refletância obtida pelo revestimento de película fina. Os painéis HMI exteriores que funcionam sob luz solar direta são uma aplicação típica desta combinação.

Para painéis HMI exteriores sob luz solar direta, consulte o nosso guia sobre estruturas de revestimento para vidro de ecrãs legíveis à luz solar.

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Perguntas frequentes

Qual é melhor, antiencandeamento ou antirreflexo?

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Nenhuma das opções é necessariamente a melhor. O AG é mais adequado para ambientes muito luminosos e com manuseamento frequente, nos quais a especificação relativa a dedadas constitui uma preocupação. Os ambientes controlados onde a qualidade da imagem é prioritária são mais adequados para revestimentos AR.

É possível utilizar AG e AR em conjunto?

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Sim. Trata-se de uma abordagem híbrida: o revestimento AR é depositado diretamente sobre um substrato submetido a ataque químico AG. A combinação da minimização do encandeamento por dispersão com a supressão da refletância através de película fina constitui uma solução muito boa para aplicações com tolerância OCT a dedadas e necessidades ópticas de vanguarda — por exemplo, ecrãs médicos exteriores ou painéis HMI legíveis à luz solar para transportes.

Porque é que o vidro antiencandeamento por vezes parece turvo?

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Níveis de haze superiores a 35 % criam uma textura superficial visível que alguns utilizadores associam a um aspeto turvo. Um haze de 15-25 % continua a evitar este problema, proporcionando simultaneamente uma redução do encandeamento.

Quais são as desvantagens de um ecrã antiencandeamento?

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O ataque químico AG torna a imagem apresentada mais baça, suavizando ligeiramente a nitidez percecionada. Em ecrãs de alta resolução acima de 300 PPI, a microtextura visível na superfície AG pode fazer com que o ecrã apresente um efeito cintilante ou um padrão moiré capaz de ocultar pormenores finos. As cores também ficam ligeiramente mais esbatidas do que num painel brilhante com revestimento AR. Na maioria das estações de trabalho para imagiologia médica ou dos monitores para gradação de cor, isto acaba por orientar a especificação para o revestimento AR.

O vidro antirreflexo é adequado para utilização no exterior?

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O revestimento AR reduz a refletância para menos de 0,5 % por superfície, mesmo sob luz solar intensa. No entanto, uma aplicação exterior de quiosque ou sinalização, devido ao toque frequente do público, utiliza normalmente uma combinação AR/revestimento duro ou opta pelo AG para proporcionar tolerância a dedadas.

O tratamento de superfície afeta o desempenho do sensor tátil?

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Não. Nem o ataque químico AG nem o revestimento AR têm qualquer impacto na deteção tátil PCAP. Cada tratamento preserva as características dielétricas necessárias para os sensores PCAP detetarem o toque dos dedos no vidro de cobertura. A sensibilidade capacitiva, a precisão multitoque e a rejeição da palma da mão não são afetadas. A nossa equipa de engenharia verifica o desempenho tátil de todos os tratamentos de superfície antes de os aprovar para produção.

Referências e fontes

1. ASTM — “Método de ensaio normalizado D1003 para haze e transmitância luminosa de plásticos transparentes” — astm.org
2. Wikipedia — “Revestimento antirreflexo” — en.wikipedia.org
3. Wikipedia — “Interferência em películas finas” — en.wikipedia.org
4. Corning — “Soluções de vidro antiencandeamento e vidro antirreflexo” — corning.com
5. Corning — “Como funciona: antirreflexo” — corning.com