基于ADS技術(shù)全色域觸控車載液晶顯示屏的產(chǎn)品研發(fā)

鐘海強(qiáng)，陽曉霞，李春來

（1.精電（河源）顯示技術(shù)有限公司，廣東 河源 517000；2.廣東河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 河源 517000）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，汽車與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了高度融合，標(biāo)志著新的車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來。車聯(lián)網(wǎng)是對汽車有關(guān)的信息加以整合通過終端實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的巨大網(wǎng)絡(luò)。在新能源汽車高速發(fā)展的今天，輔助駕駛和自動(dòng)駕駛也在相繼問世，在此前提下，人們對車載的顯示屏的要求也越來越高。而目前市場上絕大部分的車載顯示屏都存在視頻亮度不均勻、顏色表現(xiàn)不準(zhǔn)確、畫面分辨率粗糙等問題，對于習(xí)慣智能手機(jī)視網(wǎng)膜屏幕的用戶是一種“殘忍”的折磨。因此，亟需采用新技術(shù)解決車載顯示屏的問題。

觸控反饋是一種設(shè)備通過觸感對用戶的操作進(jìn)行反饋的技術(shù)。觸控反饋在用戶駕車或者其他不便觀察的情況下具有無可替代的作用，其對于改善用戶體驗(yàn)、提高產(chǎn)品的市場競爭力有著天然優(yōu)勢，在日益追求良好的用戶體驗(yàn)的人機(jī)交互領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前車載顯示屏幕大部分采用電阻觸控，這種觸控方式穩(wěn)定，但是靈敏度卻不夠好，且只支持單點(diǎn)觸控技術(shù)。因此將電容屏的多點(diǎn)觸控技術(shù)應(yīng)用于車載顯示屏，提高顯示屏的觸控靈敏性，并通過新技術(shù)改善觸控反饋裝置，能將用戶體驗(yàn)提高到一個(gè)新的層次。

1 前期研究基礎(chǔ)

通過前期投入，進(jìn)行試驗(yàn)研究，主要用于采購研發(fā)儀器設(shè)備、人才引進(jìn)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和技術(shù)研發(fā)，生產(chǎn)及產(chǎn)品檢測所需要配套設(shè)備、儀器與設(shè)施正按計(jì)劃籌備，產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，目前進(jìn)入到樣品制作及測試階段。取得的主要階段性研究成果如下：

（1）已經(jīng)突破VA，IPS顯示技術(shù)，具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)條件，正在積極推進(jìn) LTPS、Oxide、OLED、AM-OLED等產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究。

（2）車載液晶顯示屏關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化科技成果，已使用在包括奧迪、奔馳、法拉利、寶馬、捷豹、蘭博基尼、保時(shí)捷等國際上對產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格要求的汽車產(chǎn)品上，該成果已經(jīng)獲得廣東省科技廳科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)二等獎(jiǎng)。現(xiàn)擬在以上關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，再提升顯示效果水平，同時(shí)顯示屏外觀與汽車控制臺(tái)更加一體化。

2 研發(fā)設(shè)計(jì)內(nèi)容

本文研究一種基于高級(jí)超維場轉(zhuǎn)換（Advanced Super Dimension Switch，簡稱ADS）技術(shù)與觸摸功能的液晶顯示屏，應(yīng)用于新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)研究并實(shí)施產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)車載觸摸液晶顯示模組行業(yè)的發(fā)展。采用ADS技術(shù)，通過研發(fā)的色域增強(qiáng)和區(qū)域化背光亮度技術(shù)，從而達(dá)到至美畫質(zhì)水平；采用電容屏的多點(diǎn)觸控技術(shù)，使用透明ITO材料解決觸摸屏的橋點(diǎn)問題，調(diào)配與顯示器件表面反射色度值色度相近的蓋板油墨的方法解決顯示器件一體黑問題，改善觸控反饋裝置。本文研究的關(guān)鍵問題是：

2.1 至美畫質(zhì)，通過三方面技術(shù)進(jìn)步提高車載顯示屏的畫質(zhì)水平

第一，采用ADS技術(shù)。ADS是新型的顯示技術(shù)，是以寬視角技術(shù)為代表的核心技術(shù)統(tǒng)稱，克服了常規(guī)IPS技術(shù)透光效率低的問題，在寬視角的前提下，能實(shí)現(xiàn)高的透光效率，而且成本優(yōu)勢明顯。

第二，采用區(qū)域化背光亮度控制技術(shù)。液晶本身不發(fā)光， 需要依靠背光為其提供光源從而顯示圖文信息。本項(xiàng)目擬通過在液晶顯示層和背光源之間增加控光液晶盒，采用像素級(jí)控光技術(shù)，理論上可使控光精度達(dá)到微米級(jí)。當(dāng)表現(xiàn)低亮度畫面時(shí)，控光液晶盒可有效截止背光源光線，使黑場亮度低于0.003nit，接近純黑顯示效果；該顯示技術(shù)基于數(shù)百萬控光分區(qū)，顯示屏可實(shí)現(xiàn)百萬級(jí)超高對比度，兼具像素級(jí)精細(xì)化調(diào)光優(yōu)勢和超薄設(shè)計(jì)，同時(shí)搭載智能調(diào)光算法，能清晰還原畫面的每一個(gè)色彩和細(xì)節(jié)，讓用戶感受到全新的視覺震撼體驗(yàn)[1]。

第三，采用色域增強(qiáng)技術(shù)。普通的TFT背光色域大約為70%NTSC，提高色域一般有以下三種方式： 采用三色的LED光源，色域可以達(dá)成100%NTSC。但這種設(shè)計(jì)電路復(fù)雜、軟件復(fù)雜、功耗、發(fā)熱、成本等均不能很好控制，導(dǎo)致其實(shí)用價(jià)值大大降低；采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)紅色、綠色熒光粉的方式，只能將色域提升到85%左右；使用量子點(diǎn)材料可獲得飽和度較高的紅綠光，該方案在不改變面板彩色濾光片厚度情況下，可實(shí)現(xiàn)100%NTSC的真實(shí)高色域顯示，若再搭配高分辨率（UHD）的液晶面板，其顯示效果可與OLED媲美。

第種方案與增強(qiáng)色域前的光譜圖（圖1）對比，我們可以看到三種方案的藍(lán)光基本一致，而第種方案紅綠光的色彩純凈、半波峰優(yōu)秀。從色域?qū)Ρ葓D（圖2）看，第種方案色域有明顯真大。從顯示屏畫質(zhì)對比，可以看出量子點(diǎn)的色彩細(xì)膩，顏色細(xì)節(jié)豐富達(dá)成預(yù)計(jì)的水平[2]。

圖1 光譜對比圖

圖2 色域?qū)Ρ葓D

2.2 先進(jìn)的觸控蓋板技術(shù)

從產(chǎn)品外觀上看，以前的產(chǎn)品如圖4（a）所示，蓋板玻璃與顯示區(qū)之間會(huì)產(chǎn)生一定的色差，現(xiàn)在開發(fā)的產(chǎn)品如圖2（b）所示，采用重新調(diào)配與顯示器件表面反射色度值色度相近的蓋板油墨的方法后，蓋板玻璃與顯示區(qū)之間實(shí)現(xiàn)了無縫對接，與汽車控制臺(tái)色調(diào)渾然一體。從產(chǎn)品的畫質(zhì)水平來看，目前市場上的顯示屏畫質(zhì)水平如圖3（a）所示，項(xiàng)目組現(xiàn)階段研究的顯示屏畫質(zhì)水平如圖3（b）所示，預(yù)期的顯示屏畫質(zhì)水平將如圖3（c）所示[3]。

圖3 車載顯示屏外觀

對先有工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)在產(chǎn)品將按新的工藝路線來進(jìn)行制造如圖4所示，配備已經(jīng)改進(jìn)優(yōu)化的生產(chǎn)設(shè)備、檢測、實(shí)驗(yàn)儀器，使本產(chǎn)品的生產(chǎn)流程更合理。

圖4 顯示器件一體黑生產(chǎn)工藝流程圖

在普通的觸摸顯示屏基礎(chǔ)上，增加觸控反饋，本產(chǎn)品主要解決觸控反饋裝置顯示器件一體黑問題[4-5]。當(dāng)顯示器件在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，蓋板玻璃與顯示區(qū)之間會(huì)產(chǎn)生一定的色差，一般顯示區(qū)為藍(lán)灰色，蓋板玻璃為純黑色。這種色差和汽車黑色控制臺(tái)顏色不一致，達(dá)不到汽車控制臺(tái)色調(diào)渾然一體、高檔、大氣的效果。本產(chǎn)品將研究根據(jù)顯示器件表面反射色度值（L×a×b）調(diào)配色度相近的蓋板油墨，使其SCIΔE值小于5，在顯示屏和觸摸屏、觸摸屏和蓋板全貼合時(shí)采用的光學(xué)膠折射率為1.5左右的材料，并適當(dāng)降低玻璃蓋板表面反射處理，采用LR（低反射）功能表面處理的方法，來解決顯示器件一體黑的問題[6]。

3 結(jié)論

本產(chǎn)品將解決目前市場上車載顯示屏畫質(zhì)水平不高、觸控反饋裝置技術(shù)落后等缺點(diǎn)，結(jié)合公司致力研發(fā)和生產(chǎn)車載顯示屏的經(jīng)驗(yàn)，吸取國內(nèi)外車載顯示系統(tǒng)的研發(fā)和制造經(jīng)驗(yàn)，本產(chǎn)品將采用ADS技術(shù)，通過研發(fā)的色域增強(qiáng)和區(qū)域化背光亮度技術(shù)，從而達(dá)到至美畫質(zhì)水平；采用電容屏的多點(diǎn)觸控技術(shù)，調(diào)配與顯示器件表面反射色度值色度相近的蓋板油墨的方法解決顯示器件一體黑問題，改善觸控反饋裝置，達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平和國內(nèi)領(lǐng)先水平，是一種符合現(xiàn)時(shí)新能源汽車要求，易于推廣的車載顯示屏，能很好地滿足國內(nèi)市場的要求。