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车载显示屏面板新秀：Mini LED

2022-02-22

车载显示屏面板新秀：Mini LED

艾邦LED 2022-01-10 17:33

随着自动驾驶、智能网联技术的发展，汽车显示屏逐渐成为车辆的核心交互界面，通过屏幕便可以实现车辆除行车外的各种控制。根据Omdia数据，2020年全球汽车用显示屏出货量已经达到了1.27亿片。市场对车载显示屏的增长较为看好，即使在芯片短缺的制约下，仍有机构预测2021年前装出货量或达1.48亿。


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由于车载显示屏不管是从功能占比上还是使用频率都在快速攀升，显示屏本身的品质将会严重影响消费者对相关车型的好坏评价。而习惯了智能手机等消费电子使用体验的消费者，必然会对车载显示屏抱有同样的期望。

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因此，除了车规级要求的高低温耐候性、高使用寿命外，车载显示屏对其亮度、画质等细节方面的要求变得越来越高。比如说现在行业热门的高对比度、高动态HDR、宽色域要求。欢迎大家通过识别下方二维码加入Mini LED微信群：
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现在车载显示面板基本都是LCD类型的，少数会用到OLED显示屏。随着行业对显示品质要求的提升，LCD受限于自身结构与成像原理，其部分缺点不可避免的暴露出来。

1、LCD组成结构及显像原理


LCD 面板的组成结构较为复杂，除了玻璃的基板外，还有液晶层、滤色片、偏光片、导光片以及背光模块…等组件。LCD指的是其中的液晶层，是用来控制光线的方向，本身并不发光，需要LED的背光作为光源；另外，LCD也不是直接显示画面，需要通过彩色滤光片来显像。滤色片由许多像素点所组成，每个像素点都包含了红色（R）、绿色（G）及蓝色（B）等三种颜色的子像素，依照色彩学的基本概念，RGB 三原色按照明暗比例的不同，就可以组合成现实中的各种颜色，而各种不同颜色的像素点组合起来，就构成了我们所看到的彩色画面。

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2、LCD的短板


为保留液晶分子扭转的余裕，LCD 面板液晶层的分子与分子之间，本来就有空隙的存在，当 LCD 面板在显示偏黑的场景时，液晶层难以完全遮盖住背光光源，会导致黑色显像的纯度不足，最直接的影响，就是面板的原生对比规格难以提升，普遍仅落在 1000：1 左右，最高不过 5000：1。故此传统LCD很难满足车载显示屏现有的高对比度、HDR等显示效果需求。

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为了进一步提高画面表现，面板厂从背光技术着手进行改良，其中之一，就是从全局的调光改为分区控光——Local dimming。这种方案也有一个弊病，分区数太少产生光晕问题比较严重。

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不管是前面讲的高对比度、动态HDR、还是宽色域的要求，需要对显示屏上相关区域的亮度、色彩进行精细化控制。解决前文提到的LCD困局，从显示技术上看，最优解是采用革命性的显示技术以抛弃LCD与滤光片的使用，比如说可以实现自发光的OLED/Micro LED屏。

1、OLED优缺点


OLED是有机发光层自发光，显示屏上的每个发光点都能通过电压控制敏感，因此其色域、对比度、HDR等效果都会非常好。但OLED的问题也非常明显：成本太高，亮度偏低，使用寿命基本上很难满足车载要求。

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奥迪7英寸OLED，三星显示提供

2、Mini LED ：晶粒尺寸在50~100µm的LED


Micro LED则是将LED灯做到足够小，从而实现类似OLED的显示效果。目前业界普遍将LED晶粒尺寸在50~100µm的LED称之为Mini LED，而将晶粒尺寸在30µm以下的称为Micro LED。Micro LED生产中的巨量转移是行业突破的关键技术难点，目前看来，短期内还未见革命性量产突破的可能。因此Mini LED开始进入行业视野。

Mini LED目前的商用分为两种，直显或背光。其中直显暂时仅用在大尺寸商显上面，而在车载显示上面来说，则是背光应用。Mini LED背光目前在轻薄化方面较传统LCD其实并无明显优势，但用在对显示屏厚度没有严格要求的车载显示上却十分合适。

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华星官网发布48” 8K In-cell Touch AM Mini-LED背光曲面车载屏

Mini LED的背光控制也属于前文提到优化LCD显示的 local Dimming方案，它是一种直下式背光方式。但由于Mini LED尺寸非常小，分区数足够多，比如说8英寸的显示屏集成上千颗LED，因此可以实现对显示屏上极小的部分上面进行精细化控光。

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天马此前展出的Mini LED 背光显示屏结构

通过精准控光，便可以实现很高的明暗对比、动态显示，继而在对比度、HDR、色域方面都有非常大的提升。此外，采用这种背光方案在显示画面更真实的同时，还可以提升整体屏幕亮度。

汇总来看，Mini LED背光屏的优势如下：

  • 亮度、对比度、高 HDR(即苹果口中的 XDR)
  • 色域更广、颜色更饱和
  • 峰值亮度提升 3~5 倍 (>1000nit)
  • 显示寿命比 OLED 延长 3~5 倍
  • 可比 OLED 省电多达 80%
  • 成本比 OLED 更低
  • 目前有着大量的LCD产线，稍经改造，便可进行批量生产，降低Mini LED产品成本，保障产能

小结

小编与部分行业人士就现在的创新显示市场进行了交流，大致有以下几个观点：

1、OLED和Mini LED背光的Local Diming产品，相比于传统LCD显示效果是质的飞跃，明年高端车型或将开始量产。

2、Mini LED的亮度、使用寿命方面较OLED占优，在现有产线的Mini LED背光改造完成后，其成本可以得到很大的下降，中低端品牌及车型在后续应用中进一步铺开存在可能性。

3、从技术上看，OLED使用寿命方面短期内难见革命性突破，Mini LED背光使得LCD液晶面板的行业寿命延长，在车载显示领域，未来很长一个时间段内，这Mini LED与OLED或将共存。

4、华星、群创、天马、京东方等面板巨头都在积极推广Mini LED在车载显示上的应用。

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