車載顯示器（二）運用消費用途顯示器技術

活用消費類用途的技術

車載用途對顯示器特性的要求與消費類用途相同，包括省電、高亮度、高精細度、高對比度等。不過，車載顯示器不能直接利用消費類產品。

因為車載顯示器對工作溫度和抗振性的要求比消費類用途更加嚴格。例如，工作溫度要保證在-40～+85℃之間。為此，必須采用不同于消費類顯示器的材料。另外，作為車載用途特有的要求，強烈要求顯示器提高設計性并能提供不妨礙駕駛的信息（圖4）。

圖4：性能要滿足車載用途特有要求
車載顯示器需要具備不同于消費類用途的性能。除了基本性能參數外，提高了設計性、可提供不妨礙駕駛的信息的車載顯示器備受期待。將來，以可實現三維形狀的顯示器為首，估計還將在駕駛席和副駕駛席分別配備顯示器。

其中，省電、高亮度、高精細度和高對比度方面，顯示器廠商計劃采用消費類用途積累的技術來應對。例如，日本顯示器在車載顯示器中應用了通過在液晶面板像素中追加白色的“RGBW方式”省電的“WhiteMagic”，以及可實現廣視角和高對比度顯示的IPS（in-plane switching）方式液晶面板“IPS-NEO”等新技術。

夏普今后也將在車載顯示器的TFT部分采用“IGZO”，由此降低耗電量并提高亮度。另外，夏普還面向車載用途開發出了采用MEMS快門取代液晶快門的MEMS顯示器注1）。

注1）夏普與高通的全資子公司Pixtronix共同開發了組合使用IGZO和MEMS快門的MEMS顯示器，計劃2015年度在消費類用途實現800億日元的銷售額。

這款顯示屏無需偏光板和彩色濾光片，背照燈的光利用效率可提高至普通液晶屏的約10倍。透射率方面，普通液晶屏為6～8％，而采用MEMS快門時高達60％以上，能節省電力、提高亮度。另外，通過LED的時分驅動，該顯示屏可實現120％的色彩表現性，而且是機械式開關快門，響應時間不容易隨溫度變化。

4K在車載用途是否必要

關于高精細化能發展到什么程度，業界對此有各種各樣的討論。從人眼的視認性來看，CID約為120ppi、儀表群約為170ppi是沒有問題的。但針對副駕駛席和后座的顯示器則需要實現全高清（full HD）。夏普正面向儀表群開發167ppi的12.3英寸（1920×780像素）液晶屏，面向CID開發158ppi（1920×1080像素）的14型液晶屏（圖5）。

圖5：推進大型化和高精細化開發的車載液晶顯示器
夏普認為車載用途的液晶顯示器將推進大型化和高精細化，為此展開了開發。（圖由《日經電子》根據夏普的資料制作）

很多部件廠商指出，“歐洲汽車廠商已經開始要求全高清”，而且還聽說今后會繼續推進高精細化，“高檔車可能還會采用4K產品”。

液晶屏用于車載用途時存在的課題——低溫特性方面，需要在低于-20℃的環境下也能高速響應的顯示技術。尤其是在嚴冬時節啟動發動機后立即要使用的后方視野顯示系統和夜間監控系統等，采用液晶屏時，可能無法顯示人和自行車等移動物體。

針對這一課題，夏普開發出了在-30℃的低溫環境也能在150ms啟動的液晶面板（圖6）。據該公司介紹，通過在開/關液晶屏時強制加載電場，縮短了液晶屏的響應時間注2）。

注2） 夏普在顯示器國際會議“SID 2013”上，以“Novel Super-Fast-Response,Ultra-Wide Temperature Range VA-LCD”為題，就可在-30℃低溫環境使用的液晶面板發表了演講。

圖6：大幅改善低溫特性
夏普開發出了低溫時也能高速響應的液晶屏。在-30℃也能實現150ms的響應性。這樣就可以消除車輛在低溫環境啟動時的攝像頭安全系統故障。（圖由《日經電子》根據夏普的資料制作）

另外，德州儀器（TI）表示，通過為HUD等采用利用MEMS反光鏡機械驅動的DLP，可解決低溫特性的課題。