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7.30<Micro LED在车载现实的应用与挑战>-李荣华

   2021-08-01 3880
核心提示:各位大家下午好!今天很开心可以来这边跟大家分享一下Micro LED在车载显示的一些机会,以及我们在车载跟其

各位大家下午好!今天很开心可以来这边跟大家分享一下Micro  LED在车载显示的一些机会,以及我们在车载跟其他消费品不太一样的一些地方。

李荣华(天马微电子股份有限公司技术开发部经理)

这个报告我们分会为四个部分:

第一部分,我们会介绍一下车载Mini  LED的机会。

第二部分,讲一下我们天马在这边的工作。

第三部分,我们现在在做的车载Mini  LED面临的一些特出的挑战。

第四部分,介绍一下我们天马集团。

首先我们看到这个地方是我们认为以后车上会应用的几个部分:

第一个,仪表。

第二个,中大尺寸的中控。

第三个,我们的大屏跟多联屏。

这是接下来我们车载显示屏的一个主要的方向。

车载显示屏还有一些需求,就是在高对比度、高可靠性跟低功耗,这几个要求是比较高的,是有别于其他的应用,可能还多一点的地方。那车载显示还有另外不太一样的地方,它会长时间显示一个固定的UI画面。从这几个部分来看,我们看一下几个显示的技术它在这边应用,我们认为有哪些是有机会的。

比较各个部分的显示技术,然后把我们车用的几个特殊观察特性列出来看。整个来看,AMOLED我们对于它还是抱着比较大的一律,那Micro  LED所有的表现非常好,比如说它的技术是比较属于未来的,所以这个技术我们认为它会是现今比较好的选择。

我们再来看一下你会有哪几技术,基本上是直下式背光,或者是ACRUS这两个部分,它可以提供一个比较好的侧分区调光的技术,然后他对于我们所要的显示特性,我们认为它是比较有优势的。

如果我们再把它细分Mini  LED和ACRUS这两个技术特点,在车用显示的话我们的想法是啥?根据画面的需求特性来讲,那么ACRUS会是最好的选择,不过ACRUS的问题是它的功耗,它的功耗是比较高的。那我们如果看到Mini  LED的部分,它的画面品质是有提升的,它的功耗对于我们来看是比较好应用范围,价钱目前还是比较高,不过这个对于伙伴们大家努力我们认为是可以被降下来管理的部分。所以我们认为Mini  LED在车载上面就是一个深度黑、低功耗的技术,这两个技术的特点我们认为它是在车载的显示上,它应用可以说是非常好的。

接下来讲一下天马在这边的一个发展,天马发展背光显示的工作,从2008年搭载了一个工业品开始,到2021年(今年)我们会认为是车载Mini  LED准备好成为产品的一年,在这个技术的部分,我们从2020年发表了一些产品,那今年我们会把整个多屏的驱动再往高速的6K做一个发展。

如果我们再看整个技术的话,我们会把它分成四个主要的部分:

第一个,灯板设计。

第二个,灯板制造。

第三个,背光组装。

第四个,LCM组装。

这几个部分以我们来看新增的是两个,是灯板设计跟灯板制造。

灯板设计来讲我基本上车载领域再看,它就是一个高度配合客户的需求所产生的应用。车载的显示并不是说我现在一个屏,我要怎么样的规格客户就接受,而是客户会有一个想要的规格范围,那你就必须去提供他这个设计需求。所以在这个部分,灯板设计是一个新的工作。

那灯板制造就是目前蓬勃发展的一个技术,刚才有很多这行业的一些老板们他们报告了对于它的量产,这是大家一起努力的方向。后面两个是传统的面板制造业的方向,这个就不再细谈。

天马在车载发展里面基本上有两个主要驱动的部分:

第一个,PM。PM这个部分作为我们的区分来讲,就是它的LED跟它的驱动系统,它全部是在PCB板上。它的一个分区调光算法的控制,它将会有TCON所控制。

第二个,AM。AM对我们来讲就是我的Mini  LED跟我们的驱动是全部在TFT的玻璃上去实现,它整个分区调光算法跟PM不太一样,就是它将会由FPGA跟IC负责,采用我们所谓的调光的效果。

在车载显示的领域里面,它很注重我们所谓的画面品质,所以起码在这边的工作里面,对于它的对比度的定义,在车用领域可能跟其他的显示行业还有些差异。最传统的定义是我们所谓静态的,那这个部分就是直接是使用量测,因为在车载的显示里面,因为我们会对应它的画面品质,所以我们这边是在全屏底系开一个白色视窗。开白色视窗的目的,是因为如果我们在看Mini  LED显示的时候,实际上白色的光最后渗透到黑色影响到它的画面品质,所以我们透过这样子的一个量测来衡量它的画面品质。

另外一个就是我们所谓的视角对比度,因为你使用Mini  LED在背光的使用,那我们就不能避免所谓的halo的效应。那这样的效应我们怎么去衡量它呢?基本上就是用一个Test  pattern去量测它的对比度,这个是我们在车载显示领域对于对比度的一个不一样的看法跟想法。

另外讲到对比度的差异,事实上他跟算法有关。在车载里面,因为你会注意到客户独特的需求,所以有些客户他可能需要的是一个比较高的对比度,那这个对比度它可能带来的问题就是它的黑的会比较差。

另外你也可以跟客户提供一个叫做平衡算法的东西,这个东西可能对比度没那么高,可是它的一个画面品质看起来会是比较好的。

所以结合这几个不一样的画面跟不一样的算法,事实上我们再结合现在天马发展的不同的问题底下,我们就可以提供客户他想要不同的画面品质底下的设计。

另外讲一下不太一样的地方,就是视角对比度。在车载里面会强调一个不一样对比的特性,就是我们所谓的视角对比。这边说的是A+和A、B,那么所谓的A+和A、B在不同的视角去看,它的角度就是差不多8度到40度左右。那我们传统的背光可以做到的一个对比度的范围值差不多就是1200、650、350。

可是如果我们使用的Mini  LED这个技术之后,事实上我们这个视角对比度轻松地可以达到接近10万以上。这个对比度也是根据客户的需求,我们会提供一些你要的对比的状况,然后我们会提供一个设计跟客户沟通,那这个也是在车载显示比较特殊的地方。

另外就是功耗,我们刚好提到说车载显示会是长时间在一个固定的画面上显示,固定的显示画面又跟你调试算法的时候,会跟你画面的品质有关。所以你如果想要一个好的画面的品质,你要有一个好的功耗,事实上这就必须跟客户做一个深度的沟通,也就是说你必须了解到他的画面,然后你再提供他我们算法的细节,我们在这样一个沟通合作上就可以帮客户在设计上做一个更多减省功耗的作用。

接下来天马之后的产品规划,基本上我们PM跟AM都是我们之后会去发展的方向。在这两个最主要的差别,就是我们的PM分区数会在2400以下,如果是在AM的话,它的分区数基本上是在2400以上。还有个差异就是我们的PM驱动是在PCB上面的,那我们的AM所谓的驱动是在TFT玻璃上的。

接下来讲一下车载Mini  LED的一些挑战,这个是跟消费品有巨大差异的地方。在车用领域它的开发核心来讲,事实上我们可以把它分成六个部分,这六个部分我们基本上都是要去配合车规的需求跟标准,我们可以分为:

第一,性能。

第二,基板。

第三,材料。

第四,工艺。

第五,驱动。

第六,算法。

这几个基本上就是要去服务于车规所产生的这些需要,车规的需要到底在这六大部分会有什么样的难题呢?我简单地举几个例子。

第一个,信赖性。我们如果摊开来信赖性的一个对比,消费品的信赖性的条件跟车规的信赖性条件来看的话,那我们会发现车载的信赖性要求至少比我的消费品要求温度会高15度,它的时间至少会对750小时。我们如果再把整个架构的东西打开来看的话,那这里面有几个关键性的材料,它对车规来讲是比较大的挑战。

第一个挑战,色彩转换膜。我们现在常用的是QD膜跟蓝光膜,那这两个基本上在尝试一些高温下的亮度衰减它是比较大的麻烦。

第二个挑战,灯板封装。这个封装长时间的高温高湿,它要通过一些考验,这在车规里面也是一个挑战点。

第三个挑战,冷热材料对于封装材料的匹配性也有一个比较大的挑战。

第四个挑战,车载的Mini  LED  Chip事实上是要通过所谓车规认证AEC  Q102。

这几个部分是在车规应用Mini  LED上比较大的一个信赖性挑战。

第二个,面扫均一性(在车规里面比较特殊的)。因为亮度和均一性我们都是重点,反正过渡到车规的时候,事实上我们讲的事情是显示面扫,也就是说我们是用开屏的方式去看这个屏里面的亮度差是多少。那在Mini  LED的设计上,对于面扫有一个先天上的困难,也就是说我在最边缘的Mini  LED灯,事实上它并没有旁边底光的作用,也就是说它先天的亮度就是不足的。所以为了解决这个问题,你就需要去找LED出口,但是调整它另外的电流差,或者是增加结构材料,这对于车规来讲的挑战是我们的光反射材料和我们的Mini  LED  Chip,这边的需求来讲是比较大的挑战。

第三个,功耗。因为车规对于功耗的要求是更多的,如果我们从这几个需求来看,从它的Mini  LED现在发光的结构来看,我们现在的材料以及我们封装材料的效率,事实上我们认为在车规的需求里面它可以用的东西还是比较偏低的,所以这个部分还是需要去做一个挑战的。另外就是我们在Mini  LED  Chip的使用上,当我们的LED  Chip做的越来越小的时候,事实上它的光效是会比较低的,所以这个部分也是需要去做改善的。另外就是我们在设计上会使用所谓的分时复用,可以做到一些节省成本的作用。我们发现当你用了分时复用以后,你现在大电流底下你的Mini  LED  Chip的效能降低的是比较快的。所以在车规大电流的高效的LED  Chip,它也是一个大的挑战方向。

接下来简单地介绍一下天马集团,天马集团它是成立于深圳,它是隶属于中国航空工业集团。天马有几个重要的业务,我们车载是属于天马的关键业务,我们车载的业务方面目前已经是做到业界领先的地步。

目前来讲,我们现在几乎每4辆车里面1辆车的仪表就是来自我们天马。我们的客户群几乎包含了所有的Tier1一级供应商,以及所有的车厂。

Mini  LED我们认为到2022、2033年,车载应该会规模性的量产。对于车用的需求来讲,那些材料在RA部分事实上还要做一些提升的。接下来就是天马在背板、算法、光学、材料、工艺,这些年我们也累计了一些经验。愿意跟业内一些伙伴们大家一起合作,来迎接量产的到来。我们天马车载的愿景,就是创造一个丰富多彩的驾乘的视觉体验。

最后,谢谢大家!


 
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