車載顯示器（二）運(yùn)用消費(fèi)用途顯示器技術(shù)

活用消費(fèi)類用途的技術(shù)

車載用途對(duì)顯示器特性的要求與消費(fèi)類用途相同，包括省電、高亮度、高精細(xì)度、高對(duì)比度等。不過，車載顯示器不能直接利用消費(fèi)類產(chǎn)品。

因?yàn)檐囕d顯示器對(duì)工作溫度和抗振性的要求比消費(fèi)類用途更加嚴(yán)格。例如，工作溫度要保證在-40～+85℃之間。為此，必須采用不同于消費(fèi)類顯示器的材料。另外，作為車載用途特有的要求，強(qiáng)烈要求顯示器提高設(shè)計(jì)性并能提供不妨礙駕駛的信息（圖4）。

圖4：性能要滿足車載用途特有要求
車載顯示器需要具備不同于消費(fèi)類用途的性能。除了基本性能參數(shù)外，提高了設(shè)計(jì)性、可提供不妨礙駕駛的信息的車載顯示器備受期待。將來，以可實(shí)現(xiàn)三維形狀的顯示器為首，估計(jì)還將在駕駛席和副駕駛席分別配備顯示器。

其中，省電、高亮度、高精細(xì)度和高對(duì)比度方面，顯示器廠商計(jì)劃采用消費(fèi)類用途積累的技術(shù)來應(yīng)對(duì)。例如，日本顯示器在車載顯示器中應(yīng)用了通過在液晶面板像素中追加白色的“RGBW方式”省電的“WhiteMagic”，以及可實(shí)現(xiàn)廣視角和高對(duì)比度顯示的IPS（in-plane switching）方式液晶面板“IPS-NEO”等新技術(shù)。

夏普今后也將在車載顯示器的TFT部分采用“IGZO”，由此降低耗電量并提高亮度。另外，夏普還面向車載用途開發(fā)出了采用MEMS快門取代液晶快門的MEMS顯示器注1）。

注1）夏普與高通的全資子公司Pixtronix共同開發(fā)了組合使用IGZO和MEMS快門的MEMS顯示器，計(jì)劃2015年度在消費(fèi)類用途實(shí)現(xiàn)800億日元的銷售額。

這款顯示屏無需偏光板和彩色濾光片，背照燈的光利用效率可提高至普通液晶屏的約10倍。透射率方面，普通液晶屏為6～8％，而采用MEMS快門時(shí)高達(dá)60％以上，能節(jié)省電力、提高亮度。另外，通過LED的時(shí)分驅(qū)動(dòng)，該顯示屏可實(shí)現(xiàn)120％的色彩表現(xiàn)性，而且是機(jī)械式開關(guān)快門，響應(yīng)時(shí)間不容易隨溫度變化。

4K在車載用途是否必要

關(guān)于高精細(xì)化能發(fā)展到什么程度，業(yè)界對(duì)此有各種各樣的討論。從人眼的視認(rèn)性來看，CID約為120ppi、儀表群約為170ppi是沒有問題的。但針對(duì)副駕駛席和后座的顯示器則需要實(shí)現(xiàn)全高清（full HD）。夏普正面向儀表群開發(fā)167ppi的12.3英寸（1920×780像素）液晶屏，面向CID開發(fā)158ppi（1920×1080像素）的14型液晶屏（圖5）。

圖5：推進(jìn)大型化和高精細(xì)化開發(fā)的車載液晶顯示器
夏普認(rèn)為車載用途的液晶顯示器將推進(jìn)大型化和高精細(xì)化，為此展開了開發(fā)。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)夏普的資料制作）

很多部件廠商指出，“歐洲汽車廠商已經(jīng)開始要求全高清”，而且還聽說今后會(huì)繼續(xù)推進(jìn)高精細(xì)化，“高檔車可能還會(huì)采用4K產(chǎn)品”。

液晶屏用于車載用途時(shí)存在的課題——低溫特性方面，需要在低于-20℃的環(huán)境下也能高速響應(yīng)的顯示技術(shù)。尤其是在嚴(yán)冬時(shí)節(jié)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后立即要使用的后方視野顯示系統(tǒng)和夜間監(jiān)控系統(tǒng)等，采用液晶屏?xí)r，可能無法顯示人和自行車等移動(dòng)物體。

針對(duì)這一課題，夏普開發(fā)出了在-30℃的低溫環(huán)境也能在150ms啟動(dòng)的液晶面板（圖6）。據(jù)該公司介紹，通過在開/關(guān)液晶屏?xí)r強(qiáng)制加載電場，縮短了液晶屏的響應(yīng)時(shí)間注2）。

注2） 夏普在顯示器國際會(huì)議“SID 2013”上，以“Novel Super-Fast-Response,Ultra-Wide Temperature Range VA-LCD”為題，就可在-30℃低溫環(huán)境使用的液晶面板發(fā)表了演講。

圖6：大幅改善低溫特性
夏普開發(fā)出了低溫時(shí)也能高速響應(yīng)的液晶屏。在-30℃也能實(shí)現(xiàn)150ms的響應(yīng)性。這樣就可以消除車輛在低溫環(huán)境啟動(dòng)時(shí)的攝像頭安全系統(tǒng)故障。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)夏普的資料制作）

另外，德州儀器（TI）表示，通過為HUD等采用利用MEMS反光鏡機(jī)械驅(qū)動(dòng)的DLP，可解決低溫特性的課題。