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汽車新時代熱潮帶動TFT-LCD In Cell技術在車載領域擴大應用

2022/09/02
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根據CINNO Research 統計數據,2022年上半年中國市場新能源乘用車批發(fā)銷量同比增長128%至大約246萬輛,滲透率高達24.2%,同比提升13個百分點;同時全球新能源汽車滲透率接近10.7%,同比增長4.4個百分點。

車載顯示新趨勢

車載顯示的大屏風潮從特斯拉Model S采用17英寸的大尺寸觸控中控屏開始,隨后其他廠商紛紛效仿,最新奔馳發(fā)布的EQS純電動車使用的全新屏幕MBUX Hyperscreen:擁有3塊無縫融合的顯示屏,56英寸超大屏,同時使用12.3英寸儀表,全寬超過142厘米,觸摸屏下共有12個傳感器,用于操作過程中的觸覺反饋。從理想ONE到智己IML7、福特EVOS等都用上了這樣的貫穿式大屏設計,整個中控臺由至少3塊屏幕組合打造出這樣一套極具視覺沖擊力的內飾。

 

根據CINNO Research統計數據顯示,2021年中國市場新能源乘用車中控顯示屏CID平均尺寸為13.3”,遠高于燃油車CID平均尺寸9.8”,大屏化趨勢明顯。

屏幕技術的多樣化也會是車載顯示的新方向。CINNO Research認為,目前已有多個品牌車型開始搭載Mini LED顯示屏,2023年Mini LED車載顯示屏有望形成規(guī)模出貨;而Micro LED顯示技術以其透明、曲面異形、高亮度、低功耗等優(yōu)勢也在車載顯示屏中開始得到推廣,預計2025年之后有機會量產出貨;OLED顯示技術在車載顯示屏應用領域目前滲透率仍較低,預計2022年占比不到1%。

CINNO Research預測,2017-2025年全球車載顯示屏市場仍然會以TFT-LCD液晶屏幕占據絕對地位,預計2020年到2025年年復合增長率為6.4%。

可以預見,在乘用車市場與新能源汽車迅猛發(fā)展的歷史大潮下,市場需求增加必定會帶動相應產業(yè)鏈發(fā)展。車載顯示的趨勢必定會孕育和產生新的技術滿足產業(yè)和產品的變革升級需求,如應對大屏化如何進行產品減薄與降低功耗;多屏化如何降低單位成本;高清化與交互化如何提高分辨率對比度與觸控采樣率等。

車載屏幕的輕薄升級大潮

面對車載顯示大屏化、多屏化等趨勢,加上消費者對車輛內飾的科技審美提升,車載屏幕的輕薄與設計直接影響內飾氛圍,成為消費者購車的一大考量因素。

 

此外,人機交互信息量增加帶來顯示面積和交互觸控操作面積的增加,會增加車輛顯示觸摸的成本和車身重量。一位汽車供應鏈人士表示:“不論是主機廠還是模組廠商,逐漸從以往的OGS、On Cell面板轉向In Cell面板,原因在于對顯示產品的輕薄需求。”

車載顯示產品輕薄化可以降低車身自重,提高能效比;同時輕薄窄邊框、高屏占比也是現階段汽車內飾主流設計風格。CINNO Research觀察,近年來為滿足車載顯示屏高清晰度、高對比度、低功耗、低反射率以及觸控/顯示功能一體化等需求,TFT-LCD In Cell顯示技術在車載顯示領域的應用逐漸增加。

如同手機顯示面板技術發(fā)展,車載顯示同樣如此。On Cell與In Cell均是將觸控層和顯示面板整合,其能將屏幕整體厚度進一步下降,變得更加輕薄。OCA只需要出現一次,用于粘貼保護玻璃和“觸控-顯示層”這兩層結構,通過在顯示層加入單獨觸控線路來確保觸控功能正常運作。

要說On Cell和In Cell最大區(qū)別,在于觸控單元/模塊究竟是在“CF(濾光片)”的上面還是下面,On Cell設計的觸控層放在了顯示面板CF玻璃外側,它與液晶像素之間還有一層彩色濾光片基板阻隔,并不像In Cell技術那樣,將觸控單元內嵌到液晶層之中。On Cell需要單獨的顯示驅動芯片和觸控驅動芯片,而In Cell可以使用一顆TDDI芯片同時實現顯示驅動和觸控驅動。

簡而言之,In Cell屏幕的技術最復雜,但在顯示效果上的色彩均衡度上要更加優(yōu)秀,由于減少了觸控層與空氣層后也能獲得熄屏狀態(tài)下更加一致的觀感。“In Cell屏幕能減少面板層數與相應材料,降低一定成本。在工藝逐漸成熟前提下,In Cell屏幕逐漸在車載顯示市場上量,其不但能滿足窄邊框和薄厚度的設計要求,而且更低反射率能讓屏幕在白天熄屏下具備一體化觀感,一定程度上提升顯示對比度。”一名顯示技術人員道出In Cell屏幕的優(yōu)點。

車載In Cell如何煉成?

據了解,In Cell屏幕面板中,薄膜晶體管基板朝向液晶層的表面上設有多條相互絕緣的感應線路,薄膜晶體管基板與觸摸感應層配合使得觸摸面板功能嵌入到液晶像素中,降低觸摸屏的厚度。

通過在第二基板遠離觸摸感應層的表面設置高阻膜,并將高阻膜與薄膜晶體管基板電連接。高阻膜可以將薄膜晶體管基板產生的靜電即時釋放,起到消除靜電作用,降低觸摸傳感器之間的相互干擾,從而提高內嵌式觸摸屏的觸控靈敏度。

目前國內研發(fā)車載顯示高阻膜的企業(yè)并不多,而沃格光電在高阻膜方面的研究時間比較長,據了解已經能夠實現車載高阻膜國產化,并成功打入各大面板與模組廠商的車載顯示產品的供應鏈中。

根據資料顯示,沃格光電從2015年開始進行高阻膜研發(fā),主要是為了匹配面板廠In Cell產品應用需求。當時的困難是設備、材料、工藝都需要單獨開發(fā)和驗證,要求方阻做到5E7~5E9Ω區(qū)間,同時需要滿足高透過率光學需求。

似乎車載顯示市場也正在經歷著以手機為代表的消費電子終端的屏幕技術升級之路,主要的技術路徑是有重合的,可是細致來檢閱,車載顯示所面對的考驗困難要更加大。緣由在于車用的零部件擁有更加嚴格的車規(guī)級檢驗,不同于消費品和工業(yè)品,該類零部件對可靠性的要求要高一些,例如工作溫度范圍、工作穩(wěn)定性、不良率等。

高阻膜技術指標有方阻、透過率、反射率等。方阻一般在5E7Ω~5E9Ω,作用是ESD靜電防護和對TP觸控無干擾;反射率≤1.3%,低反射更容易實現顯示屏一體黑效果。

同時,為確保車載顯示屏在各種環(huán)境下長時間使用的品質,需要保證各單體的穩(wěn)定性。只有經過嚴苛的測試才能確保車載產品在加工裝配和終端使用過程中不會出現觸控失靈和ESD失效潛在問題,而達到滿足車載使用場景和耐久性需求。

沃格光電方面表示:“車規(guī)級顯示產品相比較一般電子消費品的測試認證差異主要在于使用環(huán)境的差異和確??煽啃詴r間方面。消費電子的技術積累升級拓展到更加嚴苛的車載環(huán)境,可靠性測試的時長成倍增加,如消費品規(guī)格的高阻膜技術為240小時,而車載規(guī)格一般要求1000小時或更長時間的測試。”

隨著越來越多的科技巨頭入局新能源汽車賽道,汽車行業(yè)已進入百家爭鳴時代。眾多自主品牌快速發(fā)展,一大批新勢力造車企業(yè)涌現。以新能源汽車引領的汽車行業(yè)銷量快速增長必將帶動車載顯示等供應鏈增加的增加及升級。車載屏幕輕薄化的需求勢必將帶動In Cell屏幕需求量的增加,相關In Cell供應鏈企業(yè)也將受益。

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CINNO Research 專注顯示、半導體供應鏈研究及手機、汽車等終端前沿資訊并且定期發(fā)布各類市場報告,包括但不限于面板產業(yè)、新型顯示技術、智能手機、汽車市場、晶圓市場、封測市場、芯片市場等各產業(yè)動態(tài)觀察報告。