觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面

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

汽車制造商深知第一印象難以改變，因此越來越注重人機(jī)界面（HMI）顯示屏方面的設(shè)計，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)計師更多的發(fā)揮空間，而且使用者也能夠切身體會到實實在在的好處。

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

我們來看一下推動車載OLED顯示技術(shù)增長的因素。

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)。這項成熟而完善的顯示技術(shù)源自消費(fèi)類行業(yè)，后來根據(jù)汽車應(yīng)用要求進(jìn)行了有針對性的適配。

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)開始向OLED顯示技術(shù)轉(zhuǎn)型，因為這項技術(shù)兼具優(yōu)質(zhì)的視覺效果和輕薄的外形，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)也開始采用這項技術(shù)。事實上，OLED技術(shù)的許多固有特性對于汽車顯示應(yīng)用而言極具吸引力。

純黑色和高對比度

由于OLED是一種發(fā)射顯示技術(shù)，在像素關(guān)閉時不會發(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)是通過阻擋背光單元光線的方式來呈現(xiàn)黑色，因此最終呈現(xiàn)是深灰色，而非“純黑色”。LCD制造商有嘗試通過使用mini-LED陣列實現(xiàn)局部調(diào)光并關(guān)閉黑色像素區(qū)域的背光來克服這一缺點。盡管這種方法可以提高對比度，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，這些缺點甚至?xí)桨l(fā)嚴(yán)重。

OLED顯示技術(shù)能夠為汽車用戶帶來哪些好處呢？

●   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)鍵的實時信息而沒有延時，伴您開啟美好的一天。

●   OLED對眼睛友好，因為不需要切換背光，從而減緩長時間觀看的疲勞感。

座艙設(shè)計一體化且功耗更低

OLED技術(shù)幫助汽車制造商解決了多項挑戰(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)勢也會越發(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)揮空間來提升座艙設(shè)計質(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)計的半徑更小，可助力打造創(chuàng)新座艙設(shè)計，彰顯品牌標(biāo)識。

●   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模塊的獨特外觀。

●   低功耗，尤其是當(dāng)背景圖片較暗時。

●   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于電動車制造商來說特別有利，因為可以在電池容量相同的情況下提供更長的續(xù)航里程。

OLED技術(shù)已針對汽車要求進(jìn)行適配

對于舊款OLED顯示屏的缺點，汽車制造商和供應(yīng)商應(yīng)該深有體會。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)象以及在陽光下由于屏幕亮度低而導(dǎo)致可讀性較差的問題，但隨著OLED技術(shù)的進(jìn)步，這些問題都已得到解決。

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)層還會將能量分散到OLED上，以提高穩(wěn)定性并延長使用壽命。一級汽車制造商已經(jīng)意識到這些改進(jìn)，并開始越來越多地在自家高端汽車中采用OLED顯示屏。

觸摸界面

無論采用哪種顯示技術(shù)，觸摸界面都是帶來卓越用戶體驗的關(guān)鍵所在。而且，汽車對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，因為安全關(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，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發(fā)這種設(shè)計，因為可以實現(xiàn)更薄、更輕、更靈活的觸摸OLED顯示屏。

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了新的挑戰(zhàn)。這是因為觸摸電極變得更加靠近陰極層和顯示像素（見圖1：汽車On-cell觸摸OLED堆疊結(jié)構(gòu)）。采用On-cell設(shè)計后，觸摸電極對地的電容負(fù)載現(xiàn)在變得更高。盡管手指觸摸電容大小沒有改變，但手指觸摸的靈敏度有所降低。

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

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。

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

●   適配On-cell OLED觸摸傳感器高負(fù)載特性的驅(qū)動和檢測方案。

●   強(qiáng)大的顯示噪點消除技術(shù)。

●   快速高效的信號處理，以便提高觸摸報告率并縮短首次觸摸延時。

外觀科技感十足

OLED能夠帶來優(yōu)質(zhì)的視覺效果、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，積極促成購買決策。

盡管薄型車用On-cell OLED技術(shù)帶來了諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，但也必須保證用戶的觸摸體驗完美無缺。Microchip的maXTouch?觸摸屏控制器不僅具備經(jīng)過驗證的技術(shù)以實現(xiàn)快速、精確和防水的多點觸摸檢測（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)動和檢測機(jī)制，并且搭配先進(jìn)的信號處理技術(shù)，可確保在新款車載OLED顯示屏上實現(xiàn)快速、可靠且安全的觸摸操作。