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技术文章 |汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

发布时间:2020-08-05

浏览次数:70

前言

在过去的十年中,车辆的仪表显示有着颠覆性的发展。自特斯拉开始,车载显示屏幕便开始变得越来越像智能手机,按键减少、集成触控、高清显示、语音导航、语音/手势控制等等这些功能上的进步已被大众所认可。而在尺寸上来看,大屏多屏的趋势也是每次行业展览各厂家所必不可少的亮点技术。


01.内饰设计发展

最早的汽车内饰只需要满足其使用功能即可,但随着行业的发展,人们在内饰满足功能性需求之后,开始追求美观大气等装饰性效果。随着科技飞速发展,现在很多厂家所展示的装饰与功能高度结合的智能化概念汽车,或许会在不久后的将来实现。

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02.未来显示屏的技术要求

纵观近几年的内饰变化,我们会发现,汽车内部出现了越来越多、越来越大的显示屏。这些显示屏可以带给车内乘员更直观、更清晰的各种信息,比如说现在已经比较常见的车载导航。而在将来,车内的大型曲面显示屏会更加普遍。


这里,我们来简单聊一聊未来显示屏技术的几个主要发展趋势:

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1.大尺寸。最早的显示屏可能只需要显示很少的信息,比如说广播调频、音乐曲目,其屏幕是非常小的。随着汽车功能的加强,屏幕上显示的信息开始增多,其尺寸也就开始相应的变大。从特斯拉开始,大屏显示开始被消费者所接受,到近几年,甚至出现了48寸的超大屏。


2.薄壁化。与传统的装饰盖板不同,现在的显示屏基本都有触控功能,所以盖板壁厚较薄。一般主机厂的要求在2.5mm,最厚不会超过3.0mm。考虑到介电常数等因素,大部分主机厂希望往2.0mm发展,所以盖板薄壁化是一个大的发展趋势。


3.3D曲面造型。从近年发布的概念车我们都可以看到,内饰基本都是3D造型的。不管是在设计自由度,还是用户体验来讲,3D曲面的显示屏在将来会越来越多。


4.触摸功能。随着现在的流行趋势,触摸功能将是今后显示屏所必备的。但是针对大显示屏,简单的触控功能甚至存在一定的安全隐患,这就必须在触控的同时增加反馈功能,比如说震动反馈,以提升操作的准确性。另一方面,大尺寸、触摸功能都会占据车内本就不充足的空间,因此零件集成也是一个必要结果。当然这些会导致触控本身的结构变得更复杂。


5.多区域显示。未来,出于安全与用户体验的考量,不同区域或将针对性的放置相应显示屏。



03.显示屏组成

显示屏现有的基本都是背光+LCD+触控的组合,内部组建其实都很脆弱,我们需要在最外面加上一层防护盖板,塑胶、玻璃都有应用在这块。


这里,我们介绍一下PC基显示屏盖板和系统。盖板一般是PC基材+薄膜组成。现在的显示屏盖板比较简单,对颜色和按键的设计比较少。因此,有的厂家会不用薄膜直接在PC表面做上AG/AR/AF等涂层。PC作为载体存在,下面一层是ITO传感器,通过胶水粘接。以前,很多使用框贴贴合,但现在,由于一体黑要求,ITO和LCD之间向着全贴合发展。

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用PC或者PC/ABS注塑的传统装饰件厂商,未来一定会向生产具有高光学要求的部件过渡。不管是ITO玻璃、树脂或者LCD,目前的工业化水平较高,但盖板的设计和制造却可能成为它们的瓶颈,限制了相关应用突破。


3D曲面的盖板可以说非常难制造的,盖板的工业化水平甚至会影响到整个显示系统的设计。


表层薄膜要求


硬涂层,一般来说需要2H的硬度,不会被指甲刮花。


防指纹,易清洁,防止使用过程中可视区变模糊。


AG AR等防止行车途中的光线干扰。


PC基材要求


薄膜加PC层的总厚度一般不能超过2.5mm。


最重要的要求是低应力残留和低形变。PC在内部有应力残留时,就会产生双折射现象,看到类似彩虹纹的表观。如果要做非常薄的产品,需要非常大的保压压力,使得双折射现象非常明显。


而塑料件变形则会影响LCD的全贴合。一般来说,在全贴合情况下,期望显示区域的变形不要超过设计时的0.5mm,但事实,如果做1m这样大尺寸的产品时,变形1mm都是正常的,这也是难度较高的地方。


设计灵活度和风险可控也是大家的诉求。



04.显示盖板的生产工艺

  1. IMD注塑:薄膜处理(丝网印刷/冲切)+镶嵌薄膜注塑

  2. 材料构成:PC薄膜+PC类材料