一文讀懂汽車大屏的前世今生系列

汽車中央控制面板是一個老生常談的話題。中央控制面板的歷史并不長。一開始，中央控制部分只有車載電話，這可以追溯到一百年前的1910年。嗯，乍一看，它已經很舊了，但這只是原來的中控部分承擔的功能，更不用說屏幕了。

后來，收音機在1924年出現，但由于人們害怕新事物，直到1970年，美國汽車省60%的汽車才配備了收音機。接下來，卡帶播放器、CD、USB接口和USB閃存驅動器出現在中央控制位置。在那之前，中控看起來不像屏幕，最多配備了一個類似“BB機”的綠色顯示屏。直到導航出現，中央控制才需要一個屏幕。1983年，Blaupunkt公司開發了第一個汽車導航系統原型：Drviers電子飛行員。中控臺的彩色大屏幕需要超過4.3英寸，可以顯示時間、溫度、日期和音頻等基本信息。如果車輛配備了GPS或DVD，則可以顯示GPS地圖并播放視頻圖片。隨著2006年美國民用GPS精度的開放，中央控制面板開始發生變化。從最初的4.3英寸屏幕衍生出了主流的7/8/9英寸屏幕，這也催生了10英寸以上的大屏幕市場。2017年，拜騰還推出了一款震驚業界的1.25米巨屏，橫越儀表盤和中控屏的副駕駛位置。在驚艷用戶的同時，我們不禁要思考，未來中控屏幕會越來越大嗎？從主流的7/8/9英寸到未來的17英寸甚至全尺寸屏幕需要多長時間？屏幕的進入閾值高嗎？主流LCD屏幕主要有兩種類型，LCD和OLED。LCD（液晶顯示器）是一種技術成熟的液晶顯示器，主要包括TN、STN、TFT、IPS、LIPS、PVA、MVA和VA。OLED是一種有機發光二極管，三星的AMOLED系列屏幕屬于OLED類別。TN（扭曲向列型液晶顯示器）是早期的液晶顯示器型號，廣泛用于入門級和中端面板。市場上看到的TN面板都是經過改進的TN+膜，即補償膜。由于其更多的灰度級輸出和液晶分子的快速偏轉速度，其響應時間很容易提高。目前，市場上8ms以下的液晶產品均采用TN面板，視角不會超過160度。TN型號價格低廉，其響應時間可以滿足游戲的要求，這使其成為優勢，而不令人滿意的視角和不真實的色彩表現是明顯的劣勢。STN（Super Twisted Nematic，又稱超級扭曲向列液晶顯示器）的顯示原理與TN類似，可分為CSTN（彩色STN-）、DSTN（雙ST-雙超級STN）和FSTN（薄膜STN-薄層STN）。不同的是，TN扭曲向列場效應液晶分子將入射光旋轉90度，而STN超扭曲向列電場效應將入射光轉動180~270度。DSTN通過雙掃描方式對扭曲向列型液晶顯示屏進行掃描，從而達到顯示的目的。DSTN是由超扭曲向列型顯示器（STN）發展而來的。由于DSTN采用了雙掃描技術，與STN相比，顯示效果有了很大的提高。TFT（薄膜晶體管LCD）實際上是一種AMLCD（有源矩陣液晶顯示器）。它的材料本身不發光，因此需要額外的背光。TFT的每個液晶像素都由集成在像素后面的薄膜晶體管驅動，可以高速、高亮度、高對比度地顯示屏幕信息。TFT是傳說中的三大缺失屏幕，而普通TFT屏幕的低視角或右視角在傾斜觀看時會變色或完全變暗。TFT-LCD技術已經成熟，解決了長期困擾液晶平板顯示器的視角、色彩飽和度和亮度三大難題。通過使用多區域垂直排列模式（MVA模式）和平面內切換模式（IPS模式），LCD平板顯示器的水平視角為170度。MVA模式也將響應時間縮短到20ms。TFT具有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度，在陽光下仍然可以清晰地看到，但其缺點是消耗了mo……

功率和成本更高。IPS（平面內切換），通常被稱為超級TFT，是一種使用IPS技術的TFT。LTPS（低溫多晶硅低溫多晶硅）和IPS都是這樣的屏幕顯示技術。事實上，它們本質上都是TFT材料，但都是經過改進的TFT，只是改進方法不同。IPS是改變TFT的內部分子結構，以增強視角和色彩再現；LTPS是改變TFT分子結構的組成和排列，實現內部電子的運動速率，增強顯示效果。因此，LTPS技術屏幕不僅具有IPS屏幕視角高、色彩再現性好的特點，而且比IPS屏幕更省電。IPS是日立于2001年推出的一種面板技術，也被俗稱為“超級TFT”。從技術角度來看，傳統LCD顯示器的液晶分子通常在垂直和平行狀態之間切換，MVA和PVA將其改進為垂直和雙向傾斜切換模式。IPS技術與上述技術最大的區別在于，在任何狀態下，液晶分子總是與屏幕平行，但在通電/正常狀態下，分子的旋轉方向不同。這種設計帶來的問題是雙重的。一方面，解決了視角問題；

另一方面，由于邊緣電場效應，液晶光效率（透光率）較低，因此IPS也具有響應時間慢的缺點。16.7M的色彩、178度的視角和16ms的響應時間代表了IPS LCD的最高水平。VA（垂直排列）、PVA和MVA（多域垂直排列）都是VA面板的衍生物。VA液晶面板廣泛應用于當前的顯示產品中，并應用于高端產品中。它最明顯的技術特點是1670萬色（8位面板）和大視角。目前，VA液晶面板分為MVA和PVA兩種類型。PVA是三星面板的統稱。與TN相比，這意味著色彩飽和度的參數有所提高，顏色更溫暖，視角更大，分為低端C-PVA和高端S-PVA。PVA型：是三星推出的面板型，是一種圖像垂直調節技術。這項技術直接改變了液晶單元的結構，大大提高了顯示效率，并獲得了比MVA更好的亮度輸出和對比度。此外，在這兩種類型的基礎上，開發了兩種改進的面板類型，S-PVA和P-MVA。在技術發展方面，視角可以達到170度，響應時間可以控制在20毫秒以內（Overdrive加速到8ms GTG），對比度可以輕松超過700:1的高水平。三星自有品牌的大多數產品都是PVA液晶面板。MVA是一種日本面板技術。與PVA相比，MVA具有更黑、對比度提高的優點。把它想象成一塊鋒利的面板。當然，這與夏普無關。這種面板通常很少見，而且價格也不便宜。MVA型：全稱為多象限垂直對準技術。它使用突起使液晶以一定角度靜止，而不是傳統的垂直角度。當施加電壓使液晶分子改變到水平水平水平以使背光通過時，速度更快，可以大大縮短顯示時間。因為突起改變了液晶分子的排列，所以視角更寬。視角的增加可以達到160度以上，反應時間可以縮短到20ms以下。面向未來的OLED（有機發光二極管）也稱為有機激光顯示器和有機發光半導體。OLED顯示技術具有自發光、寬視角、幾乎無限對比度、低功耗、極高響應速度等優點。但作為高端顯示器，價格會比LCD更貴。與LCD相比，OLED具有自發光、響應快、無需背光、發光效率高、視角寬、溫度寬以及易于實現軟屏顯示的特點。根據驅動方法的不同，OLED可分為主動驅動（主動驅動AM OLED）和被動驅動（被動驅動PM OLED）。AM OLED（有源矩陣OLED）是一種有源矩陣有機發光二極管面板，其屏幕非常薄，因此可以在屏幕中集成觸摸層，作為超薄機器更具優勢。因為AM OLED具有一定的靈活性，所以不容易被損壞。主動驅動沒有占空比問題，驅動不受掃描電極數量的限制，并且易于實現高亮度和高分辨率。因此，AM OLED屏幕也代表著更明亮、更美麗的顏色。AM OLED被稱為下一代顯示技術，三星電子、三星SDI和LG飛利浦都非常重視這一新的顯示技術。目前，除了三星電子和LG飛利浦主要專注于開發大尺寸AMOLED產品外，三星SDI和AUO都專注于開發中小型產品。AMOLED比TFT LCD更具競爭力。從理論上講，AMOLED不需要背光模塊和濾色器等材料，因此材料成本比低于TFT LCD。然而，高昂的生產成本可能導致AMOLED缺乏競爭力。PM-OLED（無源矩陣有機發光二極管）具有自發光、亮度高、響應速度快、視角寬、驅動電壓低、工作溫度范圍寬的特點，適用于強調音量和視聽功能的汽車顯示器和消費電子產品。然而，發光效率的不足、產品壽命無法與主流LCD相比、量產技術的不成熟，都是PM-OLED制造商急需克服的問題……

PM-OLED的發光原理是利用材料的能級差將釋放的能量轉化為光子，因此我們可以選擇合適的材料作為發光層，或者在發光層中摻雜染料，以獲得我們需要的發光顏色。此外，電子和空穴之間的結合反應通常在幾十納秒（ns）以內，因此PMOLED的響應速度非常快。

目前，液晶屏是大屏幕汽車領域應用最廣泛的，其尺寸在10英寸以下，未來有向更大屏幕發展的趨勢。然而，經過近20年的發展，汽車大屏的進展相對緩慢。業內人士告訴記者，造成這種情況的原因有很多。一方面，我們看到的屏幕更新是迭代的，但大部分都在消費類產品中，而汽車級產品的性能和指標普遍更高，價格也是同尺寸消費類產品的5倍左右。因此，液晶顯示屏在汽車中的應用一直很緩慢。另一方面，液晶屏本身的技術和工藝也在制約著汽車產業的升級。國內外液晶屏廠商在技術價格上存在明顯的代溝，反饋到國內代工產業鏈，在價格和技術成熟度上存在不小的阻力。在現有屏幕中，整體性能比較為TN/STN<：TFT<；IPS<；OLED

未來，車內大屏幕的尺寸勢必會增加，OLED技術也有可能引入，但在引入時往往比較保守。隨著大屏幕在汽車中的引入，還有更多的工作要做。接下來，我們將繼續“了解汽車大屏的前世今生”系列，從屏幕核心技術、廠商、工藝難度、國內外代溝等多個維度深入分析汽車大屏技術難點和發展難點。汽車中央控制面板是一個老生常談的話題。中央控制面板的歷史并不長。一開始，中央控制部分只有車載電話，這可以追溯到一百年前的1910年。嗯，乍一看，它已經很舊了，但這只是原來的中控部分承擔的功能，更不用說屏幕了。

后來，收音機在1924年出現，但由于人們害怕新事物，直到1970年，美國汽車省60%的汽車才配備了收音機。接下來，卡帶播放器、CD、USB接口和USB閃存驅動器出現在中央控制位置。在那之前，中控看起來不像屏幕，最多配備了一個類似“BB機”的綠色顯示屏。直到導航出現，中央控制才需要一個屏幕。1983年，Blaupunkt公司開發了第一個汽車導航系統原型：Drviers電子飛行員。中控臺的彩色大屏幕需要超過4.3英寸，可以顯示時間、溫度、日期和音頻等基本信息。如果車輛配備了GPS或DVD，則可以顯示GPS地圖并播放視頻圖片。隨著2006年美國民用GPS精度的開放，中央控制面板開始發生變化。從最初的4.3英寸屏幕衍生出了主流的7/8/9英寸屏幕，這也催生了10英寸以上的大屏幕市場。2017年，拜騰還推出了一款震驚業界的1.25米巨屏，橫越儀表盤和中控屏的副駕駛位置。在驚艷用戶的同時，我們不禁要思考，未來中控屏幕會越來越大嗎？從主流的7/8/9英寸到未來的17英寸甚至全尺寸屏幕需要多長時間？屏幕的進入閾值高嗎？主流LCD屏幕主要有兩種類型，LCD和OLED。LCD（液晶顯示器）是一種技術成熟的液晶顯示器，主要包括TN、STN、TFT、IPS、LIPS、PVA、MVA和VA。OLED是一種有機發光二極管，三星的AMOLED系列屏幕屬于OLED類別。TN（扭曲向列型液晶顯示器）是早期的液晶顯示器型號，廣泛用于入門級和中端面板。市場上看到的TN面板都是經過改進的TN+膜，即補償膜。由于其更多的灰度級輸出和液晶分子的快速偏轉速度，其響應時間很容易提高。目前，市場上8ms以下的液晶產品均采用TN面板，視角不會超過160度。TN型號價格低廉，其響應時間可以滿足游戲的要求，這使其成為優勢，而不令人滿意的視角和不真實的色彩表現是明顯的劣勢。STN（Super Twisted Nematic，又稱超級扭曲向列液晶顯示器）的顯示原理與TN類似，可分為CSTN（彩色STN-）、DSTN（雙ST-雙超級STN）和FSTN（薄膜STN-薄層STN）。不同的是，TN扭曲向列場效應液晶分子將入射光旋轉90度，而STN超扭曲向列電場效應將入射光轉動180~270度。DSTN通過雙掃描方式對扭曲向列型液晶顯示屏進行掃描，從而達到顯示的目的。DSTN是由超扭曲向列型顯示器（STN）發展而來的。由于DSTN采用了雙掃描技術，與STN相比，顯示效果有了很大的提高。TFT（薄膜晶體管LCD）實際上是一種AMLCD（有源矩陣液晶顯示器）。它的材料本身不發光，因此需要額外的背光。TFT的每個液晶像素都由集成在像素后面的薄膜晶體管驅動，可以高速、高亮度、高對比度地顯示屏幕信息。TFT是傳說中的三大缺失屏幕，普通TFT屏幕的低視角或右視角會變色或被混淆……

斜著看時光線暗淡。TFT-LCD技術已經成熟，解決了長期困擾液晶平板顯示器的視角、色彩飽和度和亮度三大難題。通過使用多區域垂直排列模式（MVA模式）和平面內切換模式（IPS模式），LCD平板顯示器的水平視角為170度。MVA模式還將響應時間縮短到20ms。TFT具有優異的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度，在陽光下仍然可以清晰地看到，但其缺點是消耗更多的電力，成本更高。IPS（平面內切換），通常被稱為超級TFT，是一種使用IPS技術的TFT。LTPS（低溫多晶硅低溫多晶硅）和IPS都是這樣的屏幕顯示技術。事實上，它們本質上都是TFT材料，但都是經過改進的TFT，只是改進方法不同。IPS是改變TFT的內部分子結構，以增強視角和色彩再現；LTPS是改變TFT分子結構的組成和排列，實現內部電子的運動速率，增強顯示效果。因此，LTPS技術屏幕不僅具有IPS屏幕視角高、色彩再現性好的特點，而且比IPS屏幕更省電。IPS是日立于2001年推出的一種面板技術，也被俗稱為“超級TFT”。從技術角度來看，傳統LCD顯示器的液晶分子通常在垂直和平行狀態之間切換，MVA和PVA將其改進為垂直和雙向傾斜切換模式。IPS技術與上述技術最大的區別在于，在任何狀態下，液晶分子總是與屏幕平行，但在通電/正常狀態下，分子的旋轉方向不同。這種設計帶來的問題是雙重的。一方面，解決了視角問題；

另一方面，由于邊緣電場效應，液晶光效率（透光率）較低，因此IPS也具有響應時間慢的缺點。16.7M的色彩、178度的視角和16ms的響應時間代表了IPS LCD的最高水平。VA（垂直排列）、PVA和MVA（多域垂直排列）都是VA面板的衍生物。VA液晶面板廣泛應用于當前的顯示產品中，并應用于高端產品中。它最明顯的技術特點是1670萬色（8位面板）和大視角。目前，VA液晶面板分為MVA和PVA兩種類型。PVA是三星面板的統稱。與TN相比，這意味著色彩飽和度的參數有所提高，顏色更溫暖，視角更大，分為低端C-PVA和高端S-PVA。PVA型：是三星推出的面板型，是一種圖像垂直調節技術。這項技術直接改變了液晶單元的結構，大大提高了顯示效率，并獲得了比MVA更好的亮度輸出和對比度。此外，在這兩種類型的基礎上，開發了兩種改進的面板類型，S-PVA和P-MVA。在技術發展方面，視角可以達到170度，響應時間可以控制在20毫秒以內（Overdrive加速到8ms GTG），對比度可以輕松超過700:1的高水平。三星自有品牌的大多數產品都是PVA液晶面板。MVA是一種日本面板技術。與PVA相比，MVA具有更黑、對比度提高的優點。把它想象成一塊鋒利的面板。當然，這與夏普無關。這種面板通常很少見，而且價格也不便宜。MVA型：全稱為多象限垂直對準技術。它使用突起使液晶以一定角度靜止，而不是傳統的垂直角度。當施加電壓使液晶分子改變到水平水平水平以使背光通過時，速度更快，可以大大縮短顯示時間。因為突起改變了液晶分子的排列，所以視角更寬。視角的增加可以達到160度以上，反應時間可以縮短到20ms以下。面向未來的OLED（有機發光二極管）也稱為有機激光顯示器和有機發光半導體。OLED顯示技術具有自發光、寬視角、幾乎無限對比度、低功耗、極高響應速度等優點。但作為高端顯示器，價格會比LCD更貴。與LCD相比，OLED具有自發光、響應快、無需背光、發光效率高、視角寬、溫度寬以及易于實現軟屏顯示的特點。根據驅動方法的不同，OLED可分為主動驅動（主動驅動AM OLED）和被動驅動（被動驅動PM OLED）。AM OLED（有源矩陣OLED）是一種有源矩陣有機發光二極管面板，其屏幕非常薄，因此可以在屏幕中集成觸摸層，作為超薄機器更具優勢。因為AM OLED具有一定的靈活性，所以不容易被損壞。主動驅動沒有占空比問題，驅動不受掃描電極數量的限制，并且易于實現高亮度和高分辨率。因此，AM OLED屏幕也代表著更明亮、更美麗的顏色。AM OLED被稱為下一代顯示技術，三星電子、三星SDI和LG飛利浦都非常重視這一新的顯示技術。目前，除了三星電子和LG飛利浦主要專注于開發大尺寸AMOLED產品外，三星SDI和AUO都專注于開發中小型產品。AMOLED比TFT LCD更具競爭力。從理論上講，AMOLED不需要背光模塊和濾色器等材料，因此材料成本比低于TFT LCD。然而，高昂的生產成本可能導致AMOLED缺乏競爭力。PM-OLED（無源矩陣有機發光二極管）具有自發光、亮度高、響應速度快、視角寬、驅動電壓低、工作溫度范圍寬的特點，適用于強調音量和視聽功能的汽車顯示器和消費電子產品。然而，發光效率的不足、產品壽命無法與主流LCD相比、量產技術的不成熟，都是PM-OLED制造商急需克服的問題……

PM-OLED的發光原理是利用材料的能級差將釋放的能量轉化為光子，因此我們可以選擇合適的材料作為發光層，或者在發光層中摻雜染料，以獲得我們需要的發光顏色。此外，電子和空穴之間的結合反應通常在幾十納秒（ns）以內，因此PMOLED的響應速度非常快。

目前，液晶屏是大屏幕汽車領域應用最廣泛的，其尺寸在10英寸以下，未來有向更大屏幕發展的趨勢。然而，經過近20年的發展，汽車大屏的進展相對緩慢。業內人士告訴記者，造成這種情況的原因有很多。一方面，我們看到的屏幕更新是迭代的，但大部分都在消費類產品中，而汽車級產品的性能和指標普遍更高，價格也是同尺寸消費類產品的5倍左右。因此，液晶顯示屏在汽車中的應用一直很緩慢。另一方面，液晶屏本身的技術和工藝也在制約著汽車產業的升級。國內外液晶屏廠商在技術價格上存在明顯的代溝，反饋到國內代工產業鏈，在價格和技術成熟度上存在不小的阻力。在現有屏幕中，整體性能比較為TN/STN<：TFT<；IPS<；OLED未來，車內大屏幕的尺寸勢必會增加，OLED技術也有可能引入，但在引入時往往比較保守。隨著大屏幕在汽車中的引入，還有更多的工作要做。接下來，我們將繼續“了解汽車大屏的前世今生”系列，從屏幕核心技術、廠商、工藝難度、國內外代溝等多個維度深入分析汽車大屏技術難點和發展難點。

標簽：DS

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