隨著自動駕駛、智能網聯技術的發展,汽車顯示屏逐漸成為車輛的核心交互界面,通過屏幕便可以實現車輛除行車外的各種控制。根據Omdia數據,2020年全球汽車用顯示屏出貨量已經達到了1.27億片。市場對車載顯示屏的增長較為看好,即使在芯片短缺的制約下,仍有機構預測2021年前裝出貨量或達1.48億。
由于車載顯示屏不管是從功能占比上還是使用頻率都在快速攀升,顯示屏本身的品質將會嚴重影響消費者對相關車型的好壞評價。而習慣了智能手機等消費電子使用體驗的消費者,必然會對車載顯示屏抱有同樣的期望。
因此,除了車規級要求的高低溫耐候性、高使用壽命外,車載顯示屏對其亮度、畫質等細節方面的要求變得越來越高。比如說現在行業熱門的高對比度、高動態HDR、寬色域要求。
現在車載顯示面板基本都是LCD類型的,少數會用到OLED顯示屏。隨著行業對顯示品質要求的提升,LCD受限于自身結構與成像原理,其部分缺點不可避免的暴露出來。
LCD 面板的組成結構較為復雜,除了玻璃的基板外,還有液晶層、濾色片、偏光片、導光片以及背光模塊…等組件。LCD指的是其中的液晶層,是用來控制光線的方向,本身并不發光,需要LED的背光作為光源;另外,LCD也不是直接顯示畫面,需要通過彩色濾光片來顯像。濾色片由許多像素點所組成,每個像素點都包含了紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)等三種顏色的子像素,依照色彩學的基本概念,RGB 三原色按照明暗比例的不同,就可以組合成現實中的各種顏色,而各種不同顏色的像素點組合起來,就構成了我們所看到的彩色畫面。
為保留液晶分子扭轉的余裕,LCD 面板液晶層的分子與分子之間,本來就有空隙的存在,當 LCD 面板在顯示偏黑的場景時,液晶層難以完全遮蓋住背光光源,會導致黑色顯像的純度不足,最直接的影響,就是面板的原生對比規格難以提升,普遍僅落在 1000:1 左右,最高不過 5000:1。故此傳統LCD很難滿足車載顯示屏現有的高對比度、HDR等顯示效果需求。
為了進一步提高畫面表現,面板廠從背光技術著手進行改良,其中之一,就是從全局的調光改為分區控光——Local dimming。這種方案也有一個弊病,分區數太少產生光暈問題比較嚴重。
不管是前面講的高對比度、動態HDR、還是寬色域的要求,需要對顯示屏上相關區域的亮度、色彩進行精細化控制。解決前文提到的LCD困局,從顯示技術上看,最優解是采用革命性的顯示技術以拋棄LCD與濾光片的使用,比如說可以實現自發光的OLED/Micro LED屏。
OLED是有機發光層自發光,顯示屏上的每個發光點都能通過電壓控制敏感,因此其色域、對比度、HDR等效果都會非常好。但OLED的問題也非常明顯:成本太高,亮度偏低,使用壽命基本上很難滿足車載要求。
2、Mini LED :晶粒尺寸在50~100μm的LED
Micro LED則是將LED燈做到足夠小,從而實現類似OLED的顯示效果。目前業界普遍將LED晶粒尺寸在50~100μm的LED稱之為Mini LED,而將晶粒尺寸在30μm以下的稱為Micro LED。Micro LED生產中的巨量轉移是行業突破的關鍵技術難點,目前看來,短期內還未見革命性量產突破的可能。因此Mini LED開始進入行業視野。
Mini LED目前的商用分為兩種,直顯或背光。其中直顯暫時僅用在大尺寸商顯上面,而在車載顯示上面來說,則是背光應用。Mini LED背光目前在輕薄化方面較傳統LCD其實并無明顯優勢,但用在對顯示屏厚度沒有嚴格要求的車載顯示上卻十分合適。
華星官網發布48” 8K In-cell Touch AM Mini-LED背光曲面車載屏
Mini LED的背光控制也屬于前文提到優化LCD顯示的 local Dimming方案,它是一種直下式背光方式。但由于Mini LED尺寸非常小,分區數足夠多,比如說8英寸的顯示屏集成上千顆LED,因此可以實現對顯示屏上極小的部分上面進行精細化控光。
通過精準控光,便可以實現很高的明暗對比、動態顯示,繼而在對比度、HDR、色域方面都有非常大的提升。此外,采用這種背光方案在顯示畫面更真實的同時,還可以提升整體屏幕亮度。
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目前有著大量的LCD產線,稍經改造,便可進行批量生產,降低Mini LED產品成本,保障產能
小編與部分行業人士就現在的創新顯示市場進行了交流,大致有以下幾個觀點:
1、OLED和Mini LED背光的Local Diming產品,相比于傳統LCD顯示效果是質的飛躍,明年高端車型或將開始量產。
2、Mini LED的亮度、使用壽命方面較OLED占優,在現有產線的Mini LED背光改造完成后,其成本可以得到很大的下降,中低端品牌及車型在后續應用中進一步鋪開存在可能性。
3、從技術上看,OLED使用壽命方面短期內難見革命性突破,Mini LED背光使得LCD液晶面板的行業壽命延長,在車載顯示領域,未來很長一個時間段內,這Mini LED與OLED或將共存。
4、華星、群創、天馬、京東方等面板巨頭都在積極推廣Mini LED在車載顯示上的應用。
2021年是Mini LED 量產元年,Mini LED應用正在快速增長。車載顯示的下一代創新顯示技術如何發展?歡迎加入車載Mini LED交流群交流。現已有集度汽車、天馬、京東方、華星光電、海信、龍騰光電、隆利科技等產業鏈朋友加入。

原文始發于微信公眾號(智能汽車俱樂部):車載顯示屏面板新秀:Mini LED