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Microchip Technology Inc 汽車(chē)觸摸屏控制器業(yè)務(wù)部 資深產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理 Thomas Souche 
車(chē)載顯示屏的尺寸和數量是新車(chē)買(mǎi)家在評判汽車(chē)技術(shù)含量和創(chuàng )新水平時(shí)首要考慮的指標之一。車(chē)載顯示屏的尺寸正逐漸成為促成購買(mǎi)決策的新動(dòng)力。無(wú)論是燃油車(chē)、電動(dòng)車(chē)還是油電混動(dòng)車(chē)，車(chē)載顯示屏的尺寸往往都會(huì )影響人們對于汽車(chē)性能的感知。 汽車(chē)制造商深知第一印象難以改變，因此越來(lái)越注重人機界面（HMI）顯示屏方面的設計，不斷追求豈止于大，盡善盡美。有機發(fā)光二極管（OLED）顯示技術(shù)不僅能夠給消費者留下最佳的第一印象，還能夠給到座艙設計師更多的發(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。 根據韓國顯示行業(yè)協(xié)會(huì )（KDIA）最近的一份報告顯示，全球汽車(chē)顯示市場(chǎng)可能以年均7.8%的速度增長(cháng)，從2022年的88.6億美元增長(cháng)至2027年的126.3億美元左右[1]。在汽車(chē)中搭載OLED顯示屏被認為是這一增長(cháng)的驅動(dòng)力之一。2022年，OLED僅占市場(chǎng)份額的2.8%，但預計到2027年，這一比例將上升至17.2%。 我們來(lái)看一下推動(dòng)車(chē)載OLED顯示技術(shù)增長(cháng)的因素。 車(chē)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(chē)載顯示屏的主流技術(shù)。這項成熟而完善的顯示技術(shù)源自消費類(lèi)行業(yè)，后來(lái)根據汽車(chē)應用要求進(jìn)行了有針對性的適配。 從智能手機到電腦顯示器和電視，現代消費類(lèi)行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始向OLED顯示技術(shù)轉型，因為這項技術(shù)兼具優(yōu)質(zhì)的視覺(jué)效果和輕薄的外形，而汽車(chē)行業(yè)也存在類(lèi)似的需求，再加之汽車(chē)方面的一些原因，汽車(chē)行業(yè)也開(kāi)始采用這項技術(shù)。事實(shí)上，OLED技術(shù)的許多固有特性對于汽車(chē)顯示應用而言極具吸引力。 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(shí)不會(huì )發(fā)射任何光，因此呈現的黑色是“純黑色”。相比之下，LCD技術(shù)是通過(guò)阻擋背光單元光線(xiàn)的方式來(lái)呈現黑色，因此最終呈現是深灰色，而非“純黑色”。LCD制造商有嘗試通過(guò)使用mini-LED陣列實(shí)現局部調光并關(guān)閉黑色像素區域的背光來(lái)克服這一缺點(diǎn)。盡管這種方法可以提高對比度，但缺乏像素粒度，并且可能導致諸如光暈之類(lèi)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 )增加系統的厚度、重量和成本。隨著(zhù)屏幕尺寸的增大，這些缺點(diǎn)甚至會(huì )越發(fā)嚴重。 OLED顯示技術(shù)能夠為汽車(chē)用戶(hù)帶來(lái)哪些好處呢？ • 大多數車(chē)載圖形用戶(hù)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(hù)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(chē)的整體安全性。 • 寬視角能夠確保從汽車(chē)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。即使在寒冷的冬日早晨，OLED顯示屏也能夠清晰呈現關(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對眼睛友好，因為不需要切換背光，從而減緩長(cháng)時(shí)間觀(guān)看的疲勞感。 座艙設計一體化且功耗更低 OLED技術(shù)幫助汽車(chē)制造商解決了多項挑戰。隨著(zhù)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(huì )越發(fā)明顯。OLED的層數更少、結構更薄，能夠給到汽車(chē)OEM更多的發(fā)揮空間來(lái)提升座艙設計質(zhì)感，例如： • 更輕更薄的堆疊結構，有助于減輕更大尺寸屏幕的重量。 • 曲面顯示屏設計的半徑更小，可助力打造創(chuàng )新座艙設計，彰顯品牌標識。 • 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HMI模塊的獨特外觀(guān)。 • 低功耗，尤其是當背景圖片較暗時(shí)。 • 環(huán)保，使用的塑料比同類(lèi)LCD產(chǎn)品少。 低功耗和更輕薄的大尺寸顯示屏對于電動(dòng)車(chē)制造商來(lái)說(shuō)特別有利，因為可以在電池容量相同的情況下提供更長(cháng)的續航里程。 OLED技術(shù)已針對汽車(chē)要求進(jìn)行適配 對于舊款OLED顯示屏的缺點(diǎn)，汽車(chē)制造商和供應商應該深有體會(huì )。例如車(chē)載GUI中許多靜止（經(jīng)常未使用）的圖標引起的燒屏現象以及在陽(yáng)光下由于屏幕亮度低而導致可讀性較差的問(wèn)題，但隨著(zhù)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結構，顯示屏制造商顯著(zhù)提高了顯示亮度。除了屏幕更亮之外，OLED結構中添加的有機層還會(huì )將能量分散到OLED上，以提高穩定性并延長(cháng)使用壽命。一級汽車(chē)制造商已經(jīng)意識到這些改進(jìn)，并開(kāi)始越來(lái)越多地在自家高端汽車(chē)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(hù)體驗的關(guān)鍵所在。而且，汽車(chē)對觸摸屏的要求比消費類(lèi)設備高得多。其中包括： • 在更廣泛的環(huán)境變化下仍能可靠運行。 • 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。 • 達到功能安全標準ISO26262 ASIL-B等級，因為安全關(guān)鍵型機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結構。目前，所有主要的OLED汽車(chē)制造商都已擁有或正在開(kāi)發(fā)這種設計，因為可以實(shí)現更薄、更輕、更靈活的觸摸OLED顯示屏。
圖1：汽車(chē)On-cell觸摸OLED堆疊結構 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。這是因為觸摸電極變得更加靠近陰極層和顯示像素（見(jiàn)圖1：汽車(chē)On-cell觸摸OLED堆疊結構）。采用On-cell設計后，觸摸電極對地的電容負載現在變得更高。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：對于前一種顯示技術(shù)，檢測手指觸摸電容就如同在一個(gè)小桶里倒入一杯水后測量水位的變化。而采用薄型On-cell OLED結構后，檢測手指觸摸電容現在就相當于在裝滿(mǎn)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(shí)需要注重信噪比（SNR）檢測能力。觸摸屏控制器必須實(shí)現以下功能： • 適配On-cell OLED觸摸傳感器高負載特性的驅動(dòng)和檢測方案。 • 強大的顯示噪點(diǎn)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(shí)。 外觀(guān)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)品吸引現代買(mǎi)家，積極促成購買(mǎi)決策。 盡管薄型車(chē)用On-cell OLED技術(shù)帶來(lái)了諸多技術(shù)挑戰，但也必須保證用戶(hù)的觸摸體驗完美無(wú)缺。Microchip的maXTouch觸摸屏控制器不僅具備經(jīng)過(guò)驗證的技術(shù)以實(shí)現快速、精確和防水的多點(diǎn)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(chē)設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動(dòng)和檢測機制，并且搭配先進(jìn)的信號處理技術(shù)，可確保在新款車(chē)載OLED顯示屏上實(shí)現快速、可靠且安全的觸摸操作。 參考資料 [1] https://displaydaily.com/automot ... aking-center-stage/ |
