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觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面

發(fā)布時(shí)間:2024-10-29 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】車載顯示屏的尺寸和數(shù)量是新車買家在評(píng)判汽車技術(shù)含量和創(chuàng)新水平時(shí)首要考慮的指標(biāo)之一。車載顯示屏的尺寸正逐漸成為促成購(gòu)買決策的新動(dòng)力。無(wú)論是燃油車、電動(dòng)車還是油電混動(dòng)車,車載顯示屏的尺寸往往都會(huì)影響人們對(duì)于汽車性能的感知。



車載顯示屏的尺寸和數(shù)量是新車買家在評(píng)判汽車技術(shù)含量和創(chuàng)新水平時(shí)首要考慮的指標(biāo)之一。車載顯示屏的尺寸正逐漸成為促成購(gòu)買決策的新動(dòng)力。無(wú)論是燃油車、電動(dòng)車還是油電混動(dòng)車,車載顯示屏的尺寸往往都會(huì)影響人們對(duì)于汽車性能的感知。


汽車制造商深知第一印象難以改變,因此越來(lái)越注重人機(jī)界面(HMI)顯示屏方面的設(shè)計(jì),不斷追求豈止于大,盡善盡美。有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示技術(shù)不僅能夠給消費(fèi)者留下最佳的第一印象,還能夠給到座艙設(shè)計(jì)師更多的發(fā)揮空間,而且使用者也能夠切身體會(huì)到實(shí)實(shí)在在的好處。


根據(jù)韓國(guó)顯示行業(yè)協(xié)會(huì)(KDIA)最近的一份報(bào)告顯示,全球汽車顯示市場(chǎng)可能以年均7.8%的速度增長(zhǎng),從2022年的88.6億美元增長(zhǎng)至2027年的126.3億美元左右[1]。在汽車中搭載OLED顯示屏被認(rèn)為是這一增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一。2022年,OLED僅占市場(chǎng)份額的2.8%,但預(yù)計(jì)到2027年,這一比例將上升至17.2%。


我們來(lái)看一下推動(dòng)車載OLED顯示技術(shù)增長(zhǎng)的因素。



車載顯示屏中的OLED技術(shù)

直到最近,液晶顯示(LCD)技術(shù)還一直都是車載顯示屏的主流技術(shù)。這項(xiàng)成熟而完善的顯示技術(shù)源自消費(fèi)類行業(yè),后來(lái)根據(jù)汽車應(yīng)用要求進(jìn)行了有針對(duì)性的適配。


從智能手機(jī)到電腦顯示器和電視,現(xiàn)代消費(fèi)類行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始向OLED顯示技術(shù)轉(zhuǎn)型,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)兼具優(yōu)質(zhì)的視覺(jué)效果和輕薄的外形,而汽車行業(yè)也存在類似的需求,再加之汽車方面的一些原因,汽車行業(yè)也開(kāi)始采用這項(xiàng)技術(shù)。事實(shí)上,OLED技術(shù)的許多固有特性對(duì)于汽車顯示應(yīng)用而言極具吸引力。


純黑色和高對(duì)比度


由于OLED是一種發(fā)射顯示技術(shù),在像素關(guān)閉時(shí)不會(huì)發(fā)射任何光,因此呈現(xiàn)的黑色是“純黑色”。相比之下,LCD技術(shù)是通過(guò)阻擋背光單元光線的方式來(lái)呈現(xiàn)黑色,因此最終呈現(xiàn)是深灰色,而非“純黑色”。LCD制造商有嘗試通過(guò)使用mini-LED陣列實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光并關(guān)閉黑色像素區(qū)域的背光來(lái)克服這一缺點(diǎn)。盡管這種方法可以提高對(duì)比度,但缺乏像素粒度,并且可能導(dǎo)致諸如光暈之類的不良顯示效果。此外,添加的一層mini-LED陣列及其電子控制元件會(huì)增加系統(tǒng)的厚度、重量和成本。隨著屏幕尺寸的增大,這些缺點(diǎn)甚至?xí)桨l(fā)嚴(yán)重。


OLED顯示技術(shù)能夠?yàn)槠囉脩魩?lái)哪些好處呢?

  • 大多數(shù)車載圖形用戶界面(GUI)都使用黑色背景,以避免在夜間行駛時(shí)分散駕駛員和乘客的注意力。得益于OLED的純黑色特性,用戶的舒適度有了極大提升。

  • 高對(duì)比度可提高顯示屏的可讀性,有助于提高汽車的整體安全性。

  • 寬視角能夠確保從汽車中的不同位置清晰看到顯示屏。

  • 與其他顯示技術(shù)不同的是,OLED顯示屏在低溫環(huán)境下仍能夠保持快速響應(yīng)。即使在寒冷的冬日早晨,OLED顯示屏也能夠清晰呈現(xiàn)關(guān)鍵的實(shí)時(shí)信息而沒(méi)有延時(shí),伴您開(kāi)啟美好的一天。

  • OLED對(duì)眼睛友好,因?yàn)椴恍枰袚Q背光,從而減緩長(zhǎng)時(shí)間觀看的疲勞感。


座艙設(shè)計(jì)一體化且功耗更低


OLED技術(shù)幫助汽車制造商解決了多項(xiàng)挑戰(zhàn)。隨著顯示屏尺寸的增大,OLED技術(shù)相較于LCD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也會(huì)越發(fā)明顯。OLED的層數(shù)更少、結(jié)構(gòu)更薄,能夠給到汽車OEM更多的發(fā)揮空間來(lái)提升座艙設(shè)計(jì)質(zhì)感,例如:

  • 更輕更薄的堆疊結(jié)構(gòu),有助于減輕更大尺寸屏幕的重量。

  • 曲面顯示屏設(shè)計(jì)的半徑更小,可助力打造創(chuàng)新座艙設(shè)計(jì),彰顯品牌標(biāo)識(shí)。

  • 得益于純黑色技術(shù),顯示屏的邊緣可與黑色邊框融為一體,展現(xiàn)HMI模塊的獨(dú)特外觀。

  • 低功耗,尤其是當(dāng)背景圖片較暗時(shí)。

  • 環(huán)保,使用的塑料比同類LCD產(chǎn)品少。


低功耗和更輕薄的大尺寸顯示屏對(duì)于電動(dòng)車制造商來(lái)說(shuō)特別有利,因?yàn)榭梢栽陔姵厝萘肯嗤那闆r下提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程。


OLED技術(shù)已針對(duì)汽車要求進(jìn)行適配


對(duì)于舊款OLED顯示屏的缺點(diǎn),汽車制造商和供應(yīng)商應(yīng)該深有體會(huì)。例如車載GUI中許多靜止(經(jīng)常未使用)的圖標(biāo)引起的燒屏現(xiàn)象以及在陽(yáng)光下由于屏幕亮度低而導(dǎo)致可讀性較差的問(wèn)題,但隨著OLED技術(shù)的進(jìn)步,這些問(wèn)題都已得到解決。


憑借雙層OLED技術(shù)或串聯(lián)OLED結(jié)構(gòu),顯示屏制造商顯著提高了顯示亮度。除了屏幕更亮之外,OLED結(jié)構(gòu)中添加的有機(jī)層還會(huì)將能量分散到OLED上,以提高穩(wěn)定性并延長(zhǎng)使用壽命。一級(jí)汽車制造商已經(jīng)意識(shí)到這些改進(jìn),并開(kāi)始越來(lái)越多地在自家高端汽車中采用OLED顯示屏。


觸摸界面


無(wú)論采用哪種顯示技術(shù),觸摸界面都是帶來(lái)卓越用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵所在。而且,汽車對(duì)觸摸屏的要求比消費(fèi)類設(shè)備高得多。其中包括:

  • 在更廣泛的環(huán)境變化下仍能可靠運(yùn)行。

  • 支持戴手套操作。

  • 具備抗擾度和射頻發(fā)射方面的電磁兼容性。

  • 達(dá)到功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262 ASIL-B等級(jí),因?yàn)榘踩P(guān)鍵型機(jī)械按鈕正逐漸被觸摸屏上的虛擬按鈕所取代。


近年來(lái),大多數(shù)LCD顯示屏制造商已利用On-cell或In-cell技術(shù)將多點(diǎn)觸控功能集成到其顯示屏產(chǎn)品中。由于OLED技術(shù)在像素上方使用了全低阻抗陰極層,因此僅采用了On-cell結(jié)構(gòu)。目前,所有主要的OLED汽車制造商都已擁有或正在開(kāi)發(fā)這種設(shè)計(jì),因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)更薄、更輕、更靈活的觸摸OLED顯示屏。


車載顯示屏的尺寸和數(shù)量是新車買家在評(píng)判汽車技術(shù)含量和創(chuàng)新水平時(shí)首要考慮的指標(biāo)之一。車載顯示屏的尺寸正逐漸成為促成購(gòu)買決策的新動(dòng)力。無(wú)論是燃油車、電動(dòng)車還是油電混動(dòng)車,車載顯示屏的尺寸往往都會(huì)影響人們對(duì)于汽車性能的感知。  汽車制造商深知第一印象難以改變,因此越來(lái)越注重人機(jī)界面(HMI)顯示屏方面的設(shè)計(jì),不斷追求豈止于大,盡善盡美。有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示技術(shù)不僅能夠給消費(fèi)者留下最佳的第一印象,還能夠給到座艙設(shè)計(jì)師更多的發(fā)揮空間,而且使用者也能夠切身體會(huì)到實(shí)實(shí)在在的好處。  根據(jù)韓國(guó)顯示行業(yè)協(xié)會(huì)(KDIA)最近的一份報(bào)告顯示,全球汽車顯示市場(chǎng)可能以年均7.8%的速度增長(zhǎng),從2022年的88.6億美元增長(zhǎng)至2027年的126.3億美元左右[1]。在汽車中搭載OLED顯示屏被認(rèn)為是這一增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一。2022年,OLED僅占市場(chǎng)份額的2.8%,但預(yù)計(jì)到2027年,這一比例將上升至17.2%。  我們來(lái)看一下推動(dòng)車載OLED顯示技術(shù)增長(zhǎng)的因素。  車載顯示屏中的OLED技術(shù) 直到最近,液晶顯示(LCD)技術(shù)還一直都是車載顯示屏的主流技術(shù)。這項(xiàng)成熟而完善的顯示技術(shù)源自消費(fèi)類行業(yè),后來(lái)根據(jù)汽車應(yīng)用要求進(jìn)行了有針對(duì)性的適配。  從智能手機(jī)到電腦顯示器和電視,現(xiàn)代消費(fèi)類行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始向OLED顯示技術(shù)轉(zhuǎn)型,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)兼具優(yōu)質(zhì)的視覺(jué)效果和輕薄的外形,而汽車行業(yè)也存在類似的需求,再加之汽車方面的一些原因,汽車行業(yè)也開(kāi)始采用這項(xiàng)技術(shù)。事實(shí)上,OLED技術(shù)的許多固有特性對(duì)于汽車顯示應(yīng)用而言極具吸引力。  純黑色和高對(duì)比度  由于OLED是一種發(fā)射顯示技術(shù),在像素關(guān)閉時(shí)不會(huì)發(fā)射任何光,因此呈現(xiàn)的黑色是“純黑色”。相比之下,LCD技術(shù)是通過(guò)阻擋背光單元光線的方式來(lái)呈現(xiàn)黑色,因此最終呈現(xiàn)是深灰色,而非“純黑色”。LCD制造商有嘗試通過(guò)使用mini-LED陣列實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光并關(guān)閉黑色像素區(qū)域的背光來(lái)克服這一缺點(diǎn)。盡管這種方法可以提高對(duì)比度,但缺乏像素粒度,并且可能導(dǎo)致諸如光暈之類的不良顯示效果。此外,添加的一層mini-LED陣列及其電子控制元件會(huì)增加系統(tǒng)的厚度、重量和成本。隨著屏幕尺寸的增大,這些缺點(diǎn)甚至?xí)桨l(fā)嚴(yán)重。  OLED顯示技術(shù)能夠?yàn)槠囉脩魩?lái)哪些好處呢?  大多數(shù)車載圖形用戶界面(GUI)都使用黑色背景,以避免在夜間行駛時(shí)分散駕駛員和乘客的注意力。得益于OLED的純黑色特性,用戶的舒適度有了極大提升。  高對(duì)比度可提高顯示屏的可讀性,有助于提高汽車的整體安全性。  寬視角能夠確保從汽車中的不同位置清晰看到顯示屏。  與其他顯示技術(shù)不同的是,OLED顯示屏在低溫環(huán)境下仍能夠保持快速響應(yīng)。即使在寒冷的冬日早晨,OLED顯示屏也能夠清晰呈現(xiàn)關(guān)鍵的實(shí)時(shí)信息而沒(méi)有延時(shí),伴您開(kāi)啟美好的一天。  OLED對(duì)眼睛友好,因?yàn)椴恍枰袚Q背光,從而減緩長(zhǎng)時(shí)間觀看的疲勞感。  座艙設(shè)計(jì)一體化且功耗更低  OLED技術(shù)幫助汽車制造商解決了多項(xiàng)挑戰(zhàn)。隨著顯示屏尺寸的增大,OLED技術(shù)相較于LCD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也會(huì)越發(fā)明顯。OLED的層數(shù)更少、結(jié)構(gòu)更薄,能夠給到汽車OEM更多的發(fā)揮空間來(lái)提升座艙設(shè)計(jì)質(zhì)感,例如:  更輕更薄的堆疊結(jié)構(gòu),有助于減輕更大尺寸屏幕的重量。  曲面顯示屏設(shè)計(jì)的半徑更小,可助力打造創(chuàng)新座艙設(shè)計(jì),彰顯品牌標(biāo)識(shí)。  得益于純黑色技術(shù),顯示屏的邊緣可與黑色邊框融為一體,展現(xiàn)HMI模塊的獨(dú)特外觀。  低功耗,尤其是當(dāng)背景圖片較暗時(shí)。  環(huán)保,使用的塑料比同類LCD產(chǎn)品少。  低功耗和更輕薄的大尺寸顯示屏對(duì)于電動(dòng)車制造商來(lái)說(shuō)特別有利,因?yàn)榭梢栽陔姵厝萘肯嗤那闆r下提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程。  OLED技術(shù)已針對(duì)汽車要求進(jìn)行適配  對(duì)于舊款OLED顯示屏的缺點(diǎn),汽車制造商和供應(yīng)商應(yīng)該深有體會(huì)。例如車載GUI中許多靜止(經(jīng)常未使用)的圖標(biāo)引起的燒屏現(xiàn)象以及在陽(yáng)光下由于屏幕亮度低而導(dǎo)致可讀性較差的問(wèn)題,但隨著OLED技術(shù)的進(jìn)步,這些問(wèn)題都已得到解決。  憑借雙層OLED技術(shù)或串聯(lián)OLED結(jié)構(gòu),顯示屏制造商顯著提高了顯示亮度。除了屏幕更亮之外,OLED結(jié)構(gòu)中添加的有機(jī)層還會(huì)將能量分散到OLED上,以提高穩(wěn)定性并延長(zhǎng)使用壽命。一級(jí)汽車制造商已經(jīng)意識(shí)到這些改進(jìn),并開(kāi)始越來(lái)越多地在自家高端汽車中采用OLED顯示屏。  觸摸界面  無(wú)論采用哪種顯示技術(shù),觸摸界面都是帶來(lái)卓越用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵所在。而且,汽車對(duì)觸摸屏的要求比消費(fèi)類設(shè)備高得多。其中包括:  在更廣泛的環(huán)境變化下仍能可靠運(yùn)行。  支持戴手套操作。  具備抗擾度和射頻發(fā)射方面的電磁兼容性。  達(dá)到功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262 ASIL-B等級(jí),因?yàn)榘踩P(guān)鍵型機(jī)械按鈕正逐漸被觸摸屏上的虛擬按鈕所取代。  近年來(lái),大多數(shù)LCD顯示屏制造商已利用On-cell或In-cell技術(shù)將多點(diǎn)觸控功能集成到其顯示屏產(chǎn)品中。由于OLED技術(shù)在像素上方使用了全低阻抗陰極層,因此僅采用了On-cell結(jié)構(gòu)。目前,所有主要的OLED汽車制造商都已擁有或正在開(kāi)發(fā)這種設(shè)計(jì),因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)更薄、更輕、更靈活的觸摸OLED顯示屏。  1.jpg  圖1:汽車On-cell觸摸OLED堆疊結(jié)構(gòu)  盡管采用On-cell技術(shù)可以讓OLED顯示屏變得更薄,但也給觸摸屏控制器帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。這是因?yàn)橛|摸電極變得更加靠近陰極層和顯示像素(見(jiàn)圖1:汽車On-cell觸摸OLED堆疊結(jié)構(gòu))。采用On-cell設(shè)計(jì)后,觸摸電極對(duì)地的電容負(fù)載現(xiàn)在變得更高。盡管手指觸摸電容大小沒(méi)有改變,但手指觸摸的靈敏度有所降低。  下面通過(guò)舉例來(lái)形象化地說(shuō)明這一挑戰(zhàn):對(duì)于前一種顯示技術(shù),檢測(cè)手指觸摸電容就如同在一個(gè)小桶里倒入一杯水后測(cè)量水位的變化。而采用薄型On-cell OLED結(jié)構(gòu)后,檢測(cè)手指觸摸電容現(xiàn)在就相當(dāng)于在裝滿水的浴缸中測(cè)量水位的變化!  觸摸控制器  像素切換產(chǎn)生的電磁噪聲及其與觸摸電極之間的更強(qiáng)耦合增加了觸摸誤檢或漏檢的風(fēng)險(xiǎn)。  因此,在選擇觸摸屏控制器技術(shù)時(shí)需要注重信噪比(SNR)檢測(cè)能力。觸摸屏控制器必須實(shí)現(xiàn)以下功能:  適配On-cell OLED觸摸傳感器高負(fù)載特性的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)方案。  強(qiáng)大的顯示噪點(diǎn)消除技術(shù)。  快速高效的信號(hào)處理,以便提高觸摸報(bào)告率并縮短首次觸摸延時(shí)。  外觀科技感十足  OLED能夠帶來(lái)優(yōu)質(zhì)的視覺(jué)效果、純黑色背景、更高的能源效率以及輕巧的曲面面板,幫助最終產(chǎn)品吸引現(xiàn)代買家,積極促成購(gòu)買決策。  盡管薄型車用On-cell OLED技術(shù)帶來(lái)了諸多技術(shù)挑戰(zhàn),但也必須保證用戶的觸摸體驗(yàn)完美無(wú)缺。Microchip的maXTouch?觸摸屏控制器不僅具備經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)以實(shí)現(xiàn)快速、精確和防水的多點(diǎn)觸摸檢測(cè)(甚至可以戴手套操作),還擁有廣泛的靈活性以適配汽車設(shè)計(jì)中采用的屏幕縱橫比。最新的M1代maXTouch觸摸屏控制器引入了新的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)機(jī)制,并且搭配先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù),可確保在新款車載OLED顯示屏上實(shí)現(xiàn)快速、可靠且安全的觸摸操作。  參考資料  [1] https://displaydaily.com/automotive-display-market-set-for-robust-growth-with-oleds-taking-center-stage/

圖1:汽車On-cell觸摸OLED堆疊結(jié)構(gòu)


盡管采用On-cell技術(shù)可以讓OLED顯示屏變得更薄,但也給觸摸屏控制器帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。這是因?yàn)橛|摸電極變得更加靠近陰極層和顯示像素(見(jiàn)圖1:汽車On-cell觸摸OLED堆疊結(jié)構(gòu))。采用On-cell設(shè)計(jì)后,觸摸電極對(duì)地的電容負(fù)載現(xiàn)在變得更高。盡管手指觸摸電容大小沒(méi)有改變,但手指觸摸的靈敏度有所降低。


下面通過(guò)舉例來(lái)形象化地說(shuō)明這一挑戰(zhàn):對(duì)于前一種顯示技術(shù),檢測(cè)手指觸摸電容就如同在一個(gè)小桶里倒入一杯水后測(cè)量水位的變化。而采用薄型On-cell OLED結(jié)構(gòu)后,檢測(cè)手指觸摸電容現(xiàn)在就相當(dāng)于在裝滿水的浴缸中測(cè)量水位的變化!


觸摸控制器

像素切換產(chǎn)生的電磁噪聲及其與觸摸電極之間的更強(qiáng)耦合增加了觸摸誤檢或漏檢的風(fēng)險(xiǎn)。

因此,在選擇觸摸屏控制器技術(shù)時(shí)需要注重信噪比(SNR)檢測(cè)能力。觸摸屏控制器必須實(shí)現(xiàn)以下功能:

  • 適配On-cell OLED觸摸傳感器高負(fù)載特性的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)方案。

  • 強(qiáng)大的顯示噪點(diǎn)消除技術(shù)。

  • 快速高效的信號(hào)處理,以便提高觸摸報(bào)告率并縮短首次觸摸延時(shí)。


外觀科技感十足


OLED能夠帶來(lái)優(yōu)質(zhì)的視覺(jué)效果、純黑色背景、更高的能源效率以及輕巧的曲面面板,幫助最終產(chǎn)品吸引現(xiàn)代買家,積極促成購(gòu)買決策。


盡管薄型車用On-cell OLED技術(shù)帶來(lái)了諸多技術(shù)挑戰(zhàn),但也必須保證用戶的觸摸體驗(yàn)完美無(wú)缺。Microchip的maXTouch?觸摸屏控制器不僅具備經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)以實(shí)現(xiàn)快速、精確和防水的多點(diǎn)觸摸檢測(cè)(甚至可以戴手套操作),還擁有廣泛的靈活性以適配汽車設(shè)計(jì)中采用的屏幕縱橫比。最新的M1代maXTouch觸摸屏控制器引入了新的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)機(jī)制,并且搭配先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù),可確保在新款車載OLED顯示屏上實(shí)現(xiàn)快速、可靠且安全的觸摸操作。


參考資料

[1] https://displaydaily.com/automotive-display-market-set-for-robust-growth-with-oleds-taking-center-stage/


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