浅谈OLED屏幕在汽车上的应用

常爱珍 朱创

【摘  要】本文主要介绍OLED屏幕的显示原理及在汽车上的应用。

【关键词】OLED;显示屏;显示原理

中图分类号：U463.6    文献标志码：A    文章编号：1003-8639（ 2023 ）05-0051-02

【Abstract】This article mainly introduces the display principle of OLED screen and its application in automobiles.

【Key words】OLED;display;display principle

作者简介

常爱珍，女，主要从事背景光开发等相关工作。

1  车载显示屏现状

随着汽车产品智能化、网联化的发展，车载显示屏的用途越来越多，包括车辆运行信息显示、行车安全信息显示、车身操控交互显示、车辆安全信息显示、娱乐多媒体显示、远程交互信息显示、社交信息显示等，这些都需要通过显示屏来实现。

车载娱乐屏和仪表大多使用LCD屏幕，也可以满足目前人们绝大多数的需求，但由于功能需求的导向，人们对车载显示屏幕的要求越来越高，LCD屏幕受限于背光结构，形状尺寸相对较固定且能耗较高，相比之下，OLED屏幕显示的效果更佳、能耗更低、耐久性更强、柔性更高、超轻薄，越来越受人们的青睐。

2  OLED屏幕优势

OLED（Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管）是指采用极薄的有机材料涂层和玻璃基板所构成且当电流通过时会发光的有机半导体。OLED作为新一代显示技术，拥有画质好、轻薄、可塑性高、响应快速、低功耗、可宽温使用等优點，其详细介绍如下。

1）画质好。OLED屏幕对比度可高达1000000∶1，比LCD高1000倍，尽管LCD屏幕可以把分辨率做得很细腻，但是其存在黑色显示不彻底的问题，夜晚开车时，即使在黑色显示状态下，也会存在光污染，而OLED屏幕由于其自发光的特性，在显示内容有黑色像素时，可以通过直接关闭黑色区域的像素点来实现纯黑的效果，呈现出来的色彩会更加真实，且暗画面下的功耗远低于LCD的背光恒定功耗，更加节能。因此，对于AR实景导航、流媒体后视镜等需要实时传输画面的显示屏来说，OLED屏幕的显示效果肯定会更好。

2）OLED屏幕层次简单、成品更轻薄、可塑性更强。OLED屏幕采用柔性材质，较LCD屏幕厚度可薄35%，这是因为OLED是自发光结构，其发光层在合适电压的作用下根据不同配方直接分别产生红绿蓝三色光源，比LCD减少1张基板和背光灯组，较简单的层次结构决定了OLED技术可以实现更轻薄的屏幕。同时，由于其没有背光层，不受空间限制，可弯曲、可折叠，可以做成各种形状，非常适合立体化、多元化的物联网场景需求。柔性OLED屏幕如图1所示。

3）响应速度快。OLED的响应时间小于1ms，比LCD屏幕快了将近20倍，这是由于OLED屏幕是有机发光二极管自发光，组成OLED屏幕的每一个像素都是可以单独进行点亮的，并且可以通过控制电流的大小控制亮度，这样使得屏幕的响应速度会更快、延迟会更低。

4）低功耗。在能耗方面，LCD液晶显示屏工作的时候，整个背光是全部开启的，但是OLED屏幕不同，它可以单独像素进行点亮，无需恒定光源，一般情况下，动态功耗仅为LCD的60%，能耗更低。在这个基础上还能够实现息屏提醒的功能，这个功能在夜间开车的时候非常有用，可以不受夜间大屏幕对视线的干扰，又可以避免错过重要的信息，这也是传统LCD屏幕无法做到的。

5）可宽温使用。OLED的工作温度是-45～80℃，而LCD的工作温度只有-10～70℃，因此更大的工作温度范围可以更好满足用户的使用需求。

但OLED屏幕也有缺点。一是价格比较贵，是普通LCD屏幕价格的3～5倍，二是存在烧屏问题，屏幕在长时间显示同一画面的时候，可能会有影像残留，甚至会有永久的痕迹，但是随着技术的改进，这个问题出现的几率也已经很小了，厂商也会通过自动调节亮度、限制高亮度等方式来避免这类问题的发生。

3  OLED屏幕显示原理

OLED屏幕由基层、阳极、有机层、导电层、发光层、阴极等部分组成。显示原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定的电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到传输层，在电场力的作用下，电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，在库仑力的作用下形成空穴-电子对，即激子，这使得有机分子处于激发态，激子一般不稳定，单线态激子辐射跃迁产生荧光，三线态激子辐射跃迁产生磷光，从而OLED屏幕发光[1]。OLED组成部分示意如图2所示。

颜色示意如图3所示。由3种不同颜色材料并列RGB子像素复合为彩色像素，每个子像素分别独立发出亮度可调的光，经不同灰阶、不同颜色的光混色后呈现彩色光。不同比例的RGB三基色光相加得到彩色称为相加混色[2]，例如：红+绿=黄;红+蓝=紫;蓝+绿=青;红+蓝+绿=白。

4  目前汽车上的应用案例

OLED屏幕目前已经应用在部分车型上，比如凯迪拉克凯雷德、奥迪e-tron EV、奔驰S级等车型。

凯迪拉克在全新凯雷德上搭载的是一套OLED曲面屏系统（图4），由驾驶员左前方的7.2英寸触摸屏，位于方向盘前的14.2英寸仪表屏与驾驶员右前方的16.9英寸信息娱乐屏这3块曲面造型的屏幕组成。

这套OLED曲面屏并不是简单将一个标准矩形屏幕搬到传统仪表台上，而是和整个凯雷德的内饰形成了更好的融合。38英寸的尺寸也不是固定的，在其他车型上也可根据内饰设定进行调整，摆脱尺寸和造型的束缚，未来出现为配合整体内饰布局的异形屏也有可能。另外，由于其曲面屏的特性，全新凯雷德取消了遮光罩的设计，可以保证在不同角度的光照下屏幕仍然可以获得清晰的显像效果，这对于驾驶员视野和车内整体造型设计也有一定的帮助。这对于豪华品牌来说更加重要，摆脱工程学限制的功能设计能更好实现豪华感的塑造。该车型的红外夜视系统也因为OLED屏幕的显像能力变得更清晰，这一功能在之前LCD屏幕上其实成像效果并不好。

在采用全液晶仪表盘后，汽车仪表盘承载的信息已经不仅限于时速、转速等基本行车信息，而是扩展了像地图导航、音乐播放等显示界面。采用OLED曲面屏的全新凯雷德具备AR现实增强技术的实景导航功能，在中央仪表盘区域可显示实时街景地图，其像素密度是4K的两倍，其色彩更惊艳，画质更逼真，更高的分辨率让路况信息更清晰，同时更高的响应速度也不会出现画面延迟、拖影等。

奥迪全新的电动运动型多功能车（SUV）——奥迪e-tron，使用了7英寸的OLED显示屏，不过这块屏幕并非用在中控屏幕之上，而是用于虚拟后视镜，其被配置在车门之上，显示后视镜的内容。虚拟后视镜采用“侧视”摄像头，安装2个外置摄像头，在车内的显示屏上显示出来，以取代傳统的车侧后视镜，显示屏位于车内A柱和相应前门之间，驾驶者可通过显示屏实时查看后侧方的路况，显示没有延迟。OLED虚拟后视镜应用如图5所示，这样的设计既降低了风阻，又增强了科技感。

5  汽车使用OLED屏幕的前景

随着汽车智能电动化科技的不断进步，大家对可视化驾车体验的需求不断提高，作为可视化信息的承载者，车内屏幕势必迎来全面升级，且随着自动驾驶技术的进步，未来量产车在拥有L3甚至L4级别的自动驾驶辅助能力后，OLED屏幕在处理海量可视化自动驾驶信息的效果也与现行的LCD屏幕不在一个量级。

柔性的OLED屏幕造型多样化，其柔性的特点更适合汽车，可以摆脱屏幕造型的限制，内饰设计水平可进一步提升。今后，在自动驾驶汽车等移动出行行业甚至可能采用透明的OLED显示屏，可应用于汽车的玻璃窗。当自动驾驶模式时，可以用来显示各种信息。未来，汽车内部的各种部品功能，都有可能集结于一个显示屏内，将大大提升乘客的乘车体验。

目前三星、LG是OLED屏幕的主要供应商，且LG目前已与通用、大众等多家车企签订合作协议。随着国产面板企业的发展，国产OLED屏幕的供应量会大大提升，国产高端汽车和OLED屏幕的结合也势在必行，车内屏幕的革命正在进行中，相信在未来的几年，以OLED显示屏为代表的柔性显示与透明显示技术，有希望在车载应用领域得到推广。

参考文献：

[1] 田民波. 图解OLED显示技术[M]. 北京：化学工业出版社，2019.

[2] （美）吉尔伯特. 艺术中的物理学[M]. 北京：清华大学，2011.

（编辑  凌  波）