Press "Enter" to skip to content

Изогнутые дисплеи в автомобиле: водители и проблемы

Повышение автоматизации, безопасности и возможностей подключения в современных автомобильных интерьерах способствует быстрому росту информационных дисплеев с активной матрицей. Традиционные приложения дисплея, такие как центральная консоль и панель приборов, составляют часть этого, но мы также начинаем видеть новые приложения — например, замена боковых зеркал. Эта эволюция автомобильного человеко-машинного интерфейса (ЧМИ или на английском HMI) создает потребность в дисплеях, которые интегрированы в непрямоугольные и неплоские поверхности автомобиля таким образом, чтобы это не было навязчивым для пользователей и не ставило под угрозу дизайн автомобиля.

Давайте рассмотрим некоторые из ключевых факторов распространения дисплеев в автомобиле:

Тачскрин

Исследования показывают, что пользователи предпочитают сенсорные экраны всем остальным формам ввода. В отличие от физических кнопок, как правило, это наименее популярное устройство ввода в современном автомобиле. Таким образом, неудивительно, что они быстро исчезают в пользу сенсорных экранов — в частности, предпочтение отдается емкостным сенсорным экранам, поскольку они имитируют производительность, предлагаемую смартфонами.

По оценкам IHS Markit, около 46 миллионов дополнительных дисплеев будут установлены в салоны автомобилей в период с 2019 по 2025 год — эта тенденция также зависит от осознания автопроизводителем того, что технология используемых в салоне автомобиля экранов может служить отличительной чертой бренда авто. Заглядывая дальше в будущее, мы можем представить себе интерьер автомобиля, где сенсорный экран заменяет все существующие на сегодня физические кнопки. Все аспекты HMI в таком случае станут легко обновляемыми и реконфигурируемыми, и их можно будет персонализировать в соответствии с используемым «приложением».

Большие экраны

Более краткосрочной тенденцией в автомобильных дисплеях является то, что панель приборов и дисплеи центрального стека значительно увеличиваются в размерах. IHS Markit предсказывает «горячую точку» роста от 7 до 8 дюймов экранов для центрального монитора автомобиля и комбинации приборов, которые в 2023 году будут составлять более 50 миллионов единиц. Такие компании, как Tesla, уже используют большие 17-дюймовые дисплеи. Сенсорный дисплей в его Model S «доминирует» в центре приборной панели. Совсем недавно компания Ford заявила о выпуске Mustang Mach-E (ожидается в начале 2021 года), который имеет 15,5-дюймовый вертикальный автомобильный сенсорный дисплей.

Ford Mustang Mach-E имеет сенсорный экран 15,5 дюйма для удобства управления автомобилем и отображения информации

В обоих этих примерах дисплеи являются заметным ограничением интерьера автомобиля. Они заставляют нас обратить внимание на то, что становится все труднее и труднее размещать большие и плоские дисплеи в эргономически оптимизированном дизайне интерьера автомобиля, где любая другая поверхность изогнута.

Экраны безопасности

Автомобильные дисплеи также все чаще используются для повышения безопасности автомобиля. Эти дисплеи работают в сочетании с несколькими датчиками и камерами вокруг автомобиля, которые могут предупреждать об опасностях на дороге. В автомобилях следующего поколения эти экраны в идеале должны естественным образом соответствовать изогнутым поверхностям автомобиля и быть «ненавязчивыми» при отсутствии отображения информации. Например, изогнутые дисплеи могут использоваться в качестве «цифровых» зеркал бокового обзора для повышения безопасности за счет расширения поля зрения, а также повышения топливной экономичности по сравнению с внешними зеркалами бокового обзора.

В качестве замены зеркала бокового вида используется встроенный в поверхность изогнутый OLCD-дисплей

Требования к автомобильным поверхностно-интегрированным дисплеям

В дополнение к способности формировать строгие геометрические формы, интегрированные в поверхность дисплеи должны соответствовать строгим автомобильным требованиям:

Жизненный цикл

Автомобильные поверхностно-интегрированные дисплеи должны прослужить не меньше срока службы транспортного средства, который может составлять более 10-15 лет. Это намного дольше, чем срок службы многих основных потребительских электронных товаров, таких как, например, смартфоны и умные часы, которые уже используют гибкие дисплеи.

Надежность

Автомобильные дисплеи сталкиваются с уникальной окружающей средой и поэтому требуют высокого уровня надежности. Они должны быть испытаны в условиях гораздо более высоких и низких температур и влажности по сравнению с бытовой электроникой.

Низкая стоимость

Помимо соответствия всем другим требованиям, любая новая технология, применяемая в автомобильной промышленности, должна быть доступна по адвекватной цене. Это требование еще более важно, учитывая тенденцию к большим экранам.

Гибкие технологии отображения

Доминирующей технологией отображения с активной матрицей в автомобилях является ЖК-дисплей (LCD), изготовленный из тонкопленочных транзисторов (TFT) из аморфного кремния (a-Si) на стекле. Однако стекло может быть изогнуто только в очень ограниченных пределах и его трудно разрезать до непрямоугольной формы. Оно также относительно толстое и тяжелое и может разбиться.

Гибкие OLED и гибкие OLCD экраны являются двумя ведущими кандидатами на дисплеи в автомобилях с соответствующей формой. Хотя они оба создают существенные проблемы при изготовлении из-за специфичных технологических подходов и методов, необходимых для изготовления экрана на гибкой пластиковой подложке, но они также открывают множество возможностей.

Гибкий OLED экран

Гибкие OLED-дисплеи (на органических светодиодах) изготавливаются на полиимидных (пластиковых) подложках, что делает их еще тоньше, удобнее и гибче в сравнении со стеклянными аналогами. Они обеспечивают отличную производительность переднего экрана с точки зрения контрастности, цветовой гаммы и частоты обновления.

Однако гибкие OLED-дисплеи стоят дорого по нескольким причинам. С одной стороны, стоимость материалов и сложность процесса означают, что в настоящее время производительность относительно низкая и становится еще ниже для больших дисплеев. Во-вторых, срок службы OLED-дисплеев, особенно на гибких подложках, подходит для приложений бытовой электроники, но пока еще не подходит для использования в приложениях с более требовательными характеристиками, таких как автомобильные. Это связано с тем, что срок службы OLED обратно пропорционален квадрату яркости пикселя, но такие приложения, как автомобильные, нуждаются как в длительном сроке службы, так и в высокой яркости.

Гибкий OLCD экран

Гибкая технология OLCD (органический жидкокристаллический дисплей) основана на проверенной технологии LCD и является значительно более дешевым производственным процессом, в отличии от гибких OLED-дисплеев (рисунок ниже). Основной причиной этого является более низкая температура обработки OLCD, что возможно благодаря использованию органических вместо кремниевых тонкопленочных транзисторов (TFT). Органические TFT (OTFT) можно обрабатывать при максимальной температуре ниже 100 ° C, что устраняет необходимость в PI-пленках (необходимых для TFT на основе кремния) и позволяет использовать недорогую пленку TAC в качестве подложки.

С радиусом изгиба, который может опуститься до 10 мм, OLCD могут быть согласованы, сформированы и обернуты вокруг поверхностей

Кроме того, OLCD можно изготавливать на существующих линиях плоских дисплеев, повторно используя уже имеющееся оборудование и используя существующую цепочку поставок. Чтобы поместить это в контекст, гибкие дисплеи OLCD могут быть созданы всего за треть стоимости гибких OLED-дисплеев с активной матрицей (AMOLED), открывая использование гибких дисплеев для более широкого спектра приложений.

OLCD использует отдельную подсветку, которая позволяет получать высокие уровни свечения без ущерба для срока службы дисплея; и в отличие от OLED, OLCD не подвержены прожиганию. Это означает, что высокая яркость автомобильных приложений может быть достигнута при использовании более яркой задней подсветки (отдельного источника света) без влияния на срок службы дисплея. В отличие от этого, срок службы OLED быстро уменьшается с увеличением яркости.

OLCD также способен удовлетворить спрос на постоянно растущий контраст в автомобильных дисплеях. Это может быть достигнуто путем использования подхода с двумя ячейками, когда вторая ячейка добавляется в стек отображения. Телевизоры начинают применять такой подход, чтобы резко увеличить контрастность дисплея.

OLCD особенно подходит для изготовления двухэлементных камер, поскольку они чрезвычайно тонкие, обеспечивают преимущества в стоимости, угле обзора и толщине модуля и сохраняют гибкость, необходимую для автомобильных применений. Гибкость OLCD также позволяет реализовать ультратонкую рамку, складывая границы дисплея.

Будущее: вызовы и возможности

Гибкие технологии отображения позволят проектировщикам автомобилей проектировать салон автомобиля без ограничений и предоставлять автомобильные интерфейсы будущего. Производители автомобилей и поставщики первого уровня уже экспериментируют с гибкими технологиями отображения. Некоторые поразительные прототипы автомобилей с изогнутыми OLED-дисплеями были продемонстрированы ранее в этом году на выставке CES 2020.5. OLCD также были продемонстрированы в концепции автомобиля, разработанной глобальным поставщиком пластиковых решений Novares 6, в которой приводятся примеры применения поверхностно-интегрированных экранов в интерьерах автомобилей следующего поколения (рисунок ниже). К ним относятся как выпуклые, так и вогнутые примеры OLCD, которые позволяют легко интегрировать их в салон автомобиля.

В 2019 году Novares продемонстрировал S-образный центральный блок с сенсорным управлением, состоящий из двух 12,1-дюймовых дисплеев

Неплоские и непрямоугольные дисплеи представляют как новые проблемы проектирования, так и возможности. Автомобильные гибкие экраны, как правило, требуют ламинирования и сборки в линзу или «окно» в форме крышки, что, вероятно, будет очень специфичным для дизайна интерьера автомобиля. Во многих случаях функции HMI (человеко-машинный интерфейс), включенные соответствующим дисплеем, также потребуют разработки дополнительных систем и программного обеспечения. Поэтому преодоление этих проблем и ускорение принятия нового поколения дисплеев будет зависеть от гораздо более тесных взаимоотношений между Tier 1, производителями автомобильных экранов и производителями транспортных средств, чем обычно существуют сегодня.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *