車用透明顯示器元件與材料

 

刊登日期:2019/4/5
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車用平面顯示器產業產值成長迅速,預測整體市場在2020年有170億美元,而下世代的顯示裝置以透明顯示器最具有技術創新以及市場潛力。近年來車聯網興起,汽車內建顯示器逐漸成為趨勢,車用顯示器產品成為中小尺寸面板的新藍海,而未來導入透明顯示器可以將駕駛所需資訊顯示於擋風玻璃、車窗或是透明抬頭顯示器上,增加行車的便利性與安全性。
 
本文將從以下大綱,介紹可應用於車輛上之透明顯示器技術,以及可用於螢幕上防眩/抗反射之材料技術。
‧前言
‧全球車用顯示器市場
‧透明顯示器技術與現有產品
‧車用顯示螢幕防眩處理
‧車用顯示螢幕抗反射處理
‧結論
 
【內文精選】
全球車用顯示器市場
汽車產業為技術與資本密集的產業,其產業鏈相當龐大,年銷售量超過8千萬輛,隨著車聯網(Internet of Vehicles; IoV)的興起,帶動周邊相關產業的發展。全球車聯網汽車至2020年預計銷出6,900萬輛,占全球總汽車銷量之占比高達75%,使得全球車用顯示器產值逐年上漲,預估至2020年產值可達170億美元以上。根據資料顯示,中控台與儀表板各占80.7億美元與78.1億美元,而抬頭顯示器市場產值成長將達12.5億美元,如圖一所示。
 
圖一、全球車用顯示器產值
圖一、全球車用顯示器產值
 
透明顯示器技術與現有產品
透明顯示器依照不同技術,分為穿透式(See-through)與投影式(Projection)兩大類。而穿透式技術又可依照顯示介質本身分為①主動發光,如有機發光二極體顯示器(OLED)、發光二極體顯示器(LED);以及②需要被動光源的液晶顯示器(LCD)、電濕潤顯示器(EWD)、電致變色顯示器(ECD)等,如圖二所示。
 
OLED透明顯示器選擇自發光OLED,將OLED兩極採用透明材料,由OLED所發出的光同時射向兩極方向,達到透明顯示效果。發光元件可分為下發光元件、上發光元件以及穿透式元件,而穿透式元件作為透明顯示器的穿透度最高;導電層也是使用透明材料,透明度一般在40%以上,目前AMOLED最高可達71%,較一般LCD透明顯示佳。而得益於OLED具有柔性、可折疊與畫面細膩的特性,在大部分的室內應用上,相對LED透明螢幕具有明顯競爭優勢。LG在SID 2018會展上展出77吋透明軟性顯示器(圖四),解析度為UHD(3,840 × 2,160像素)、穿透率40%、曲率半徑為80R,主要將應用於未來的窗戶或汽車前擋玻璃以及車窗。
 
在SID 2018多家廠商如三星、LG、JDI及友達等,均展出不同技術的透明顯示器在不同場合的用途,其中不難看出車用市場是各家必爭之地,如圖八所示。
 
圖八、透明顯示器應用
圖八、透明顯示器應用
 
車用顯示螢幕防眩處理
從中控台到汽車儀表顯示螢幕,車載電子設備的螢幕蓋板材質將越來越多採用抗眩光(Anti-glare; AG)處理玻璃(圖九)。防眩光玻璃與普通玻璃相比,其可使進入使用者眼睛的光線以亂反射達到防眩光目的,有效使反射影像模糊化,具有較低的反射比。使用AG玻璃的面板,光反射率可由8%降低到1%以下,可以消除車載顯示器上因外來光線的干擾,提高畫面的清晰度。
目前抗眩光方法可分為:
①蝕刻法:此法主要用於玻璃材料,利用氟化物蝕刻玻璃表面形成多焦點,效果相當明顯。但所用藥品具高度腐蝕及汙染性是最大缺點,此法為較老舊的製程方法,不符合現在的需要。
 
車用顯示螢幕抗反射處理
一般的玻璃在表面尚未有任何塗佈的情況下,因玻璃表面會反射,反射率約8%,玻璃僅有91~92%穿透率。現行提高穿透率的方法,是在玻璃鍍上減低反射率的抗反射(Anti-reflection; AF)膜。一般抗反射膜有單層及多層兩種,單層膜通常鍍氟化鎂,可將單面反射率降低到2%,約可將穿透率提高至95~96%;多層膜可將單面反射率降低到0.5%,約可將穿透率提高至98~99%。2017年發表於《Optica》之一種新式抗反射(AR)膜,是利用蛾眼狀的奈米結構作為抗反射的表面(圖十),這種抗反射薄膜具有不到0.23%的光反射率,霧度...…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
作者:張金華、黃耀正、吳明宗、張德宜/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」388期,更多資料請見下方附檔。

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