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伟世通创新车载显示屏解决方案microZone介绍

从消费电子到车载显示屏


电视和智能手机以及笔记本电脑上显示屏的发展是尺寸越来越大,分辨率越来越高。车载显示与这三大类消费电子有着比较大的不同,比如说:


  • 温度条件比较苛刻,要从-40℃到85℃的温度区间都能实现基本功能;

  • 使用寿命更长,手机、平板、电脑使用寿命在两三年,就可以进行迭代,但是汽车需要行驶5-8年,显示屏起码需要这样一个使用年限;


另外,由于显示屏,特别是仪表类,一旦出现问题,可能影响驾驶员的生命安全。所以车载显示屏在跟随消费类电子趋势的同时,其安全性是第一步的。


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但是现在的车用显示屏有一个跟消费类电子显示屏共通的特点,就是它们的尺寸越来越大。现在车用的显示屏从非常小的3.5寸可以达到49寸这样的一个超大尺寸,这就是从C柱到A柱的大尺寸显示屏,分辨率也是非常高的,可以达到6K。


车载显示屏的发展趋势



除了屏幕越来越大外,车载显示屏的另一个趋势是数量越来越多,除了仪表、中控、副驾屏,后座娱乐系统,甚至扶手上的操控也可能会变成一个显示屏。此外,风挡上的抬头显示系统,甚至侧面的车窗玻璃都会变成一个车内的显示屏。信息化时代下,这些将是一个必然的发展。


LCD与OLED



现在车载显示屏还是以液晶为主,目前在消费类电子上普及的OLED屏在车载上基本上还未见规模化应用。而LCD液晶屏的结构是怎么样的呢?简单一点理解,从后往前是一个电子硬件主板、一个背光模组、前面是对光进行处理的    LCD液晶层、防护盖板(cover)等。

背光可以理解成液晶显示屏的光源,LCD就像一个百叶窗,需要光线的时候它就会把这个百叶窗打开,通过RGB三原色的滤光片,把彩色的光线透过出来,从而显示成像。

LCD由于显示结构问题会导致无法达到整体屏幕全黑的效果,这个百叶窗就算完全关闭的状态下,它也会有一些光线透过,这样就会出现灰灰的效果,进而会影响显示效果。为什么OLED的显示效果更好呢?它属于自发光,所有像素点可以像LED一样发光。每个像素点在需要显示的时候才点亮,这样它就不会像背光LCD屏那样出现发灰的情况。这也是为什么消费类电子中OLED盛行的原因。
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OLED在车载显示中的应用难点



OLED在车载行业是什么样的?当前少量高端品牌或高端旗舰车型已经宣布使用OLED了,但还是有很多难点,比如说OLED烧屏或者颜色偏移。


  1. 烧屏。就是一个显示内容如果在显示屏上停留太久,就算切换画面,它还会残留之前的一些影像。比如说电视图标,你一直看这个电视台,看的久了哪怕切换频道这个台标还存在上面,也就是说这个显示屏出现烧屏了。
  2. 颜色偏移。OLED屏用久了后,很多颜色会出现衰退,尤其是蓝色。OLED用久后整体颜色会偏黄,因为蓝色的衰减。
  3. 使用寿命短。大概只有3-4年,这是无法满足车载要求的。
  4. 成本高。OLED的开发费用以及单片零部件成本也非常高。车载用的OLED是传统LCD屏的4-5倍。另外,它的一个部件也需要大几万的开发成本,这是OLED在车载行业未能普及的一个重要原因。
  5. 尺寸难做大。OLED屏越大,其生产良率会更低,从而导致成本飙升。


Mini LED 技术的缺陷



苹果在这一代的iPad pro上应用了mini LED技术。Mini LED是行业想用传统TFT实现OLED显示效果的一种方案。目前的主流是利用其背光优势。但是其背光分区程度相对OLED有点低,从而导致其在显示内容的周围出现漏光,像月亮的月晕一样在周围环绕,影响显示效果,这个也就是业内所说的光晕问题。

所以,虽然mini LED比OLED成本低,比传统LCD屏显示效果好,但是显示效果跟OLED相比还有一定差距。

Mini LED的背光分区数量,比如12寸的显示屏分区大概300分区,但OLED则是像象素级别的几十万甚至是一百万分区,所以如果显示屏内容跟后面光线的分区不能匹配的话就会出现光晕问题。


伟世通的microZone技术



伟世通认为其microZone技术可以完美解决前面讲的OLED与Mini LED背光的车载应用问题,并提供比较好的显示效果。首先microZone可以提供非常高的对比度,比如说传统的灰白对比度是1000:1,microZone就可以提供100000:1的对比。而且其背光分区在12.3寸的情况下可以达到30万个背光工具。无光晕问题,亮度比OLED高。OLED为保证其使用寿命,需要降低其使用亮度,比如控制在500-600,但microZone是跟传统的TFT一样可以达到800-1000的亮度。microZone色彩饱和度好,显示效果也非常鲜艳,烧屏、色彩偏移、寿命短的缺陷却不会有

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它的寿命可以跟现在量产的屏幕一样达到车规级寿命,而且伟世通有自己的知识产权。低功耗,跟传统的TFT完全是一个水平。

使用寿命这块,microZone和LCD都能提供5万小时的使用寿命,而OLED只能提供1万小时。

microZone的原理:

那microZone为什么可以提供OLED和传统TFT的可靠性完美结合呢?它的原理是什么?

microZone是在传统液晶屏的TFT和背光中间再添加一层单色TFT-LCD面板,这个单色TFT屏像百叶窗一样,对背光源进行了进一步的遮挡它与前面彩色TFT的显示内容是完全同步的,所以microZone能提供象素级别的背光控制。

在整体的对比度上,它的有效对比度是2片液晶面板相乘结果,比如说,彩色的TFT对比度是一千,单色的TFT的对比度也是一千的话,那它就可以达到100000:1的对比度。

伟世通在光学薄膜堆栈的知识产权可以提供给microZone低功耗,哪怕它使用了两片TFT面板,也可以达到单片TFT的功耗。另外,microZone的图片处理算法也是由伟世通进行定义和开发的,这个也是非常成熟的方案。microZone目前已经获得通用的相关订单。


小结



1、伟世通这个microZone技术的核心点是双层LCD液晶屏的应用,也就是业界说的BD CELL。目前京东方也有这一技术储备。

2、关于Mini LED 背光与伟世通microZone,其实都是LCD屏的一个升级,目前行业还并未确定孰优孰劣,一切还需通过量产来验证。

3、相比于LCD屏这种需要背光的屏来说,OLED、Micro LED等自发光屏才能最终满足大家对显示效果的追求。

-end-

本文整理自爱卡汽车发布的伟世通媒体沟通会稿件

2021年是Mini LED 量产元年,Mini LED应用正在快速增长。车载显示的下一代创新显示技术如何发展?伟世通的microZone与之对比究竟如何?欢迎加入车载Mini LED交流群交流。现已有集度汽车、吉利、天马、京东方、华星光电、海信、龙腾光电、隆利科技等产业链朋友加入。

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