基于ADS技术全色域触控车载液晶显示屏的产品研发

钟海强，阳晓霞，李春来

（1.精电（河源）显示技术有限公司，广东 河源 517000；2.广东河源职业技术学院，广东 河源 517000）

0 引言

随着互联网的发展，汽车与互联网进行了高度融合，标志着新的车联网时代到来。车联网是对汽车有关的信息加以整合通过终端实现人机交互的巨大网络。在新能源汽车高速发展的今天，辅助驾驶和自动驾驶也在相继问世，在此前提下，人们对车载的显示屏的要求也越来越高。而目前市场上绝大部分的车载显示屏都存在视频亮度不均匀、颜色表现不准确、画面分辨率粗糙等问题，对于习惯智能手机视网膜屏幕的用户是一种“残忍”的折磨。因此，亟需采用新技术解决车载显示屏的问题。

触控反馈是一种设备通过触感对用户的操作进行反馈的技术。触控反馈在用户驾车或者其他不便观察的情况下具有无可替代的作用，其对于改善用户体验、提高产品的市场竞争力有着天然优势，在日益追求良好的用户体验的人机交互领域有着广阔的应用前景。目前车载显示屏幕大部分采用电阻触控，这种触控方式稳定，但是灵敏度却不够好，且只支持单点触控技术。因此将电容屏的多点触控技术应用于车载显示屏，提高显示屏的触控灵敏性，并通过新技术改善触控反馈装置，能将用户体验提高到一个新的层次。

1 前期研究基础

通过前期投入，进行试验研究，主要用于采购研发仪器设备、人才引进、实验室建设和技术研发，生产及产品检测所需要配套设备、仪器与设施正按计划筹备，产品总体设计已经基本完成，目前进入到样品制作及测试阶段。取得的主要阶段性研究成果如下：

（1）已经突破VA，IPS显示技术，具备产业化生产条件，正在积极推进 LTPS、Oxide、OLED、AM-OLED等产业技术研究。

（2）车载液晶显示屏关键技术研发及产业化科技成果，已使用在包括奥迪、奔驰、法拉利、宝马、捷豹、兰博基尼、保时捷等国际上对产品质量有严格要求的汽车产品上，该成果已经获得广东省科技厅科学技术奖励二等奖。现拟在以上关键技术基础上，再提升显示效果水平，同时显示屏外观与汽车控制台更加一体化。

2 研发设计内容

本文研究一种基于高级超维场转换（Advanced Super Dimension Switch，简称ADS）技术与触摸功能的液晶显示屏，应用于新能源汽车的关键技术研究并实施产业化，推动车载触摸液晶显示模组行业的发展。采用ADS技术，通过研发的色域增强和区域化背光亮度技术，从而达到至美画质水平；采用电容屏的多点触控技术，使用透明ITO材料解决触摸屏的桥点问题，调配与显示器件表面反射色度值色度相近的盖板油墨的方法解决显示器件一体黑问题，改善触控反馈装置。本文研究的关键问题是：

2.1 至美画质，通过三方面技术进步提高车载显示屏的画质水平

第一，采用ADS技术。ADS是新型的显示技术，是以宽视角技术为代表的核心技术统称，克服了常规IPS技术透光效率低的问题，在宽视角的前提下，能实现高的透光效率，而且成本优势明显。

第二，采用区域化背光亮度控制技术。液晶本身不发光， 需要依靠背光为其提供光源从而显示图文信息。本项目拟通过在液晶显示层和背光源之间增加控光液晶盒，采用像素级控光技术，理论上可使控光精度达到微米级。当表现低亮度画面时，控光液晶盒可有效截止背光源光线，使黑场亮度低于0.003nit，接近纯黑显示效果；该显示技术基于数百万控光分区，显示屏可实现百万级超高对比度，兼具像素级精细化调光优势和超薄设计，同时搭载智能调光算法，能清晰还原画面的每一个色彩和细节，让用户感受到全新的视觉震撼体验[1]。

第三，采用色域增强技术。普通的TFT背光色域大约为70%NTSC，提高色域一般有以下三种方式： 采用三色的LED光源，色域可以达成100%NTSC。但这种设计电路复杂、软件复杂、功耗、发热、成本等均不能很好控制，导致其实用价值大大降低；采用蓝光LED芯片激发红色、绿色荧光粉的方式，只能将色域提升到85%左右；使用量子点材料可获得饱和度较高的红绿光，该方案在不改变面板彩色滤光片厚度情况下，可实现100%NTSC的真实高色域显示，若再搭配高分辨率（UHD）的液晶面板，其显示效果可与OLED媲美。

第种方案与增强色域前的光谱图（图1）对比，我们可以看到三种方案的蓝光基本一致，而第种方案红绿光的色彩纯净、半波峰优秀。从色域对比图（图2）看，第种方案色域有明显真大。从显示屏画质对比，可以看出量子点的色彩细腻，颜色细节丰富达成预计的水平[2]。

图1 光谱对比图

图2 色域对比图

2.2 先进的触控盖板技术

从产品外观上看，以前的产品如图4（a）所示，盖板玻璃与显示区之间会产生一定的色差，现在开发的产品如图2（b）所示，采用重新调配与显示器件表面反射色度值色度相近的盖板油墨的方法后，盖板玻璃与显示区之间实现了无缝对接，与汽车控制台色调浑然一体。从产品的画质水平来看，目前市场上的显示屏画质水平如图3（a）所示，项目组现阶段研究的显示屏画质水平如图3（b）所示，预期的显示屏画质水平将如图3（c）所示[3]。

图3 车载显示屏外观

对先有工艺流程进行优化，现在产品将按新的工艺路线来进行制造如图4所示，配备已经改进优化的生产设备、检测、实验仪器，使本产品的生产流程更合理。

图4 显示器件一体黑生产工艺流程图

在普通的触摸显示屏基础上，增加触控反馈，本产品主要解决触控反馈装置显示器件一体黑问题[4-5]。当显示器件在关闭状态时，盖板玻璃与显示区之间会产生一定的色差，一般显示区为蓝灰色，盖板玻璃为纯黑色。这种色差和汽车黑色控制台颜色不一致，达不到汽车控制台色调浑然一体、高档、大气的效果。本产品将研究根据显示器件表面反射色度值（L×a×b）调配色度相近的盖板油墨，使其SCIΔE值小于5，在显示屏和触摸屏、触摸屏和盖板全贴合时采用的光学胶折射率为1.5左右的材料，并适当降低玻璃盖板表面反射处理，采用LR（低反射）功能表面处理的方法，来解决显示器件一体黑的问题[6]。

3 结论

本产品将解决目前市场上车载显示屏画质水平不高、触控反馈装置技术落后等缺点，结合公司致力研发和生产车载显示屏的经验，吸取国内外车载显示系统的研发和制造经验，本产品将采用ADS技术，通过研发的色域增强和区域化背光亮度技术，从而达到至美画质水平；采用电容屏的多点触控技术，调配与显示器件表面反射色度值色度相近的盖板油墨的方法解决显示器件一体黑问题，改善触控反馈装置，达到国际同类产品先进水平和国内领先水平，是一种符合现时新能源汽车要求，易于推广的车载显示屏，能很好地满足国内市场的要求。