图像

电动汽车显示技术解决方案指南

概述

自智能手机和触摸屏推出以来,Boyd一直是汽车和移动显示解决方案的领先创新者。在本文中,Boyd利用这些经验和专业知识,为优化的电动汽车显示器开发了工程材料和热解决方案的快速指南。本文介绍了用于高级远程信息处理和显示器创新的技术,以及帮助 OEM 减轻重量、降低总到岸成本和简化供应链的集成解决方案和制造流程。它包括适用于电动汽车高级显示应用的全方位解决方案。

简介

随着电动、混合动力和自动驾驶汽车的发展以及整个车辆连接性的增加,汽车行业正在迅速变化。这些重大的市场变化促使颠覆性技术同样迅速发展。这在智能技术、通信和显示器中尤为明显。直观显示技术是一个发展特别快的领域,因为它超越了简单的传统控制台显示和控制。车辆内所有事物的连接性在大多数应用中都随着智能显示技术的激增而激增,具有复杂的用户偏好和对完美而丰富的视觉体验的期望,具有高质量的图形,在任何用户环境中的可见性,鲜艳的色彩和响应灵敏的触摸。LCD、OLED和智能显示器正在接管整个仪表板,并增强了整个车辆中的其他应用,如平视显示器(HUD)、智能后视镜、电子镜、后窗显示器、驾驶员监控和改进的人机界面(HMI),以增强安全性和市场差异化。

本指南涵盖工程材料和散热解决方案,这些解决方案有助于使这些新技术成为可能,从而实现性能更好、重量更轻、更可靠的差异化显示器。

数据中心机架
cdu 原理图

电动汽车中的显示应用

中控台/仪表板

显示器正在用卓越的导航取代整个仪表板,并通过更智能的系统改进信息娱乐、安全和预防性通信,这些系统可以更快速地响应用户的需求和车辆的性能。驾驶员和乘客可获得的信息呈指数级增长,远远超出了标准导航。随着连接性的提高和高级驾驶员辅助系统(ADAS)的引入,驾驶员可以获得有关道路、交通和系统性能状况的更多最新信息,以及便利功能,例如在道路上停车充电或加油站。

仪表板不再包含用于有限车辆功能集的预定义拨盘和按钮,而是允许驾驶员查看完整诊断信息以及通过车辆轻松访问更多功能和连接性的时尚设计,从而提供更安全的驾驶体验。

平视显示器

它们将项目信息显示为挡风玻璃上的透明叠加层,使驾驶员能够安全地查看数据,同时不会将目光从道路上移开。HUD设备需要流线型、薄型设计、高性能光学薄膜和粘合剂、热管理和严格的公差控制,才能可靠、准确地运行。

智能后视镜 / 电子镜子 / 后视镜和侧视镜

智能后视镜与摄像头配合使用,可实现 360 o 的车辆视图,消除盲点并实现道路安全和 Collison 警告。它们可以记录碰撞和跟踪损坏事件,并为自动倒车停车提供改进的视图。

这些系统对于大型车辆(如半卡车)特别有用,在这些车辆中,盲点是一个重要的安全因素,也是事故的主要原因。智能后视镜可用于车辆的侧面和后部,以显示完整的环境,从而提高安全性。

为什么需要材料和热解决方案

这些应用中的每一种都需要适当的工程材料解决方案,以确保显示器具有适当的机械强度,以承受恶劣的道路条件和冲击冲击(NVH(噪声,振动和声振粗糙度) - 或BSR(嗡嗡声,吱吱声和嘎嘎声)),以及在较长的使用寿命内牢固地固定在车辆内或车辆上。每个显示器都需要屏幕保护和专门的光学薄膜,以最大限度地提高可视性,并在具有不同光源和水平的环境中增强可读性。每个显示器都必须防水防尘,以防不可预测的用户条件,以对抗污染。新车连接性的增加将许多新电子设备引入有限的设计空间,这意味着显示器还必须防止电磁干扰(EMI),火花电压和介电串扰。

具有更高功率和处理速度的电子产品,加上消费者在各种环境和极端温度下的长期使用,依赖于散热解决方案来传播、阻挡或屏蔽热量,消除热点或将废热从敏感电子设备中传导出去。这包括石墨和材料散热,板级散热器以及蒸汽室等两相冷却技术。

通过将多种工程材料和热技术集成到高效的多功能解决方案中,Boyd开发更薄、更轻、性能更好的产品,同时减少材料浪费、降低到岸成本和简化供应链。

显示增强功能

显示器容易受到许多挑战的影响,这些挑战会对可见性、易读性、准确性、活泼性和使用情况产生负面影响,而无需优化增强功能。这可能会使显示器无用,并对驾驶员造成危险。有各种各样的专用薄膜通常一起用于技术堆叠,以实现具有多种功能的改进显示。这包括增强清晰度、亮度、色彩真实性、数字显示器易读性以及在各种环境中对显示器的控制。

流行的专业增强膜:

  • 防眩光和安全薄膜
    • 通过减少显示器眩光和反射来减少不安全的驾驶条件,这对于在自然光和人造光水平和来源不同的环境中使用的汽车屏幕至关重要。
    • 使用微型扬声器控制 LED、OLED 和 LCD 屏幕的可视角,确保为用户优化显示消息传递和可见性。微型扬声器阻挡光线从显示器两侧流出,并将光线引导到中间视角(通常约为60°),以自由和最佳地到达观看者的视线。
    • 减少对整个车辆玻璃表面的反射,如挡风玻璃、车窗和后视镜。
    • 提高液晶显示器 (LCD) 的对比度。
    • 选项:
      • 最常用于聚碳酸酯 (PC) 基材
      • 可提供含或不含哑光硬质涂层的型号
      • 防眩光膜可搭配反光偏光膜使用
      • 安装在触摸屏和LCD之间、LCD外或液晶显示器的背光源内
防眩光原膜
光增强膜
  • 亮度增强膜
    • 集成到显示器背光架构中,以增加亮度、减轻重量、减轻热量并提高显示器的电源效率,从而改善车辆使用过程中的安全操作和更好的用户体验。
    • 管理背光单元输出的光的角度,并通过折射压缩光,以便更好地直接看到用户。改进的光线管理提高了显示效率和图形的均匀性

  • 反射膜
    • 通过集成到背光单元中的反射膜提高显示器效率和亮度,将发射的光反射到视野中,并减少指向显示器侧面或背面的废光。100% 聚合物反射器薄膜不含金属,不会导电或导热,从而改善薄显示屏堆叠中的隔离性能。
    • ›整个可见光谱的98%反射率最大限度地提高了LCD背光单元的回收效率。
  • 偏光片和定向膜
    • 允许一种偏振光通过显示器(即水平行进光),同时将另一种偏振光(即垂直行进光)反射到背光上以回收它,以提高显示器的活力和性能。
    • 反射式偏振镜可增加通过LCD的透光率。

显示器/屏幕保护

保护膜提供光学透明屏障,以提高显示器对划痕、冲击、紫外线和水的抵抗力,同时保持光学透射率。保护膜可以设计用于整个车辆使用过程中的长期应用,也可以设计为在整个制造,建造和销售过程中保护屏幕,以便由车主拆除。这确保了显示器在购买时完美无瑕。

长期消费者使用的光学薄膜可保护敏感组件(如玻璃、屏幕和其他表面)在频繁和重复使用或触摸过程中不被划伤或开裂。这包括防碎和加固解决方案。

屏幕保护
边框粘接

光学透明粘合剂和边框粘合

光学透明粘合剂(OCA)是高度透明的粘合剂,用于将视觉上透明的组件粘合到光学透明的层压中,而不会产生气泡或变形。OCA将透明材料和层层层叠在一起,使复杂的光学透明组件能够通过最佳折射率和折射率匹配来传输尽可能多的光。优化层压显示组件的折射率可提高对比度和光学清晰度,同时减少反射光,从而提高LCD、LED和OLED屏幕的可视性、活度、清晰度和可读性。OCA 通过提高安全性,打造差异化的汽车显示体验。

这些粘合剂专门用于其卓越的光学和机械粘合质量。光学透明胶粘剂具有高尺寸稳定性,低收缩率,并且可长时间抵抗白化。将层与正确的OCA集成在复杂的光学透明层压中实现坚固耐用的粘合。OCA有多种配方,以适应广泛的应用,但通常由丙烯酸,聚醋酸乙烯酯(PVA),聚氨酯(PU),有机硅或环氧树脂组成。OCA的光学透明度以及显示器和用户视野之间的直接应用意味着它们必须以零缺陷或视觉缺陷进行涂层,处理和制造。建议在通过 100 级认证的高洁净度环境中处理、制造和组装 OCA。

OCA还提供入口保护并减小边框所需的宽度,以最大化屏幕空间,更好地防水显示器,保护其免受污染物侵害,并创造更加身临其境的显示体验。OCA通常与边框粘合技术和集成显示垫圈一起使用,以实现高性能,超紧密的公差,流线型触摸显示器安装座。

显示垫片和密封解决方案

显示器垫圈灵活,有弹性,最常用于加固屏幕并提高耐用性。它们可吸收冲击和振动,防止筛网开裂和灰尘进入,同时还能散热、声能或机械能阻尼。垫圈还可以保护敏感的内部显示电子设备,并保持长期的光学清晰度,免受灰尘,水,热,油或其他污染物的影响。将显示垫圈与热扩散、电气绝缘和静电耗散密封相结合,以实现更安全、更高的性能。通过将多种工程材料和热技术集成到一个高效的显示垫片解决方案中,Boyd开发了一种简化的多功能组件,以提高装配效率并简化采购复杂性。

基德分段帧进程

分段框架技术是一种高精度的卷对卷制造工艺,利用Boyd专有的高速生产线来消除浪费,最大限度地提高材料利用率并优化组件成本。通过间隔和定向离型衬纸、粘合胶带、光学薄膜和光学透明粘合剂,可以消除材料浪费,从而减少材料切割以最大限度地提高产量,同时组件以零间隙公差进行组装,从而确保出色的质量和效率,从而降低着陆成本。

多层解决方案的分段框架
热屏蔽

热管理和热扩散

显示器处理能力、智能功能和连接性的提高会产生更多的热量。这种热量会导致高触摸温度、设备过热和故障,以及精度和性能下降。

实施热扩散,快速有效地将热量从敏感组件上移开,消除热点并防止达到临界温度。散热方法可轻松与工程材料集成,用于多功能显示系统,从而实现简化的供应链和更低的到岸成本。

流行的散热解决方案包括:

  • 石墨焊盘和薄膜,用于改善面内导热性,具有低质量和高传热性。它们在超薄、易于集成的几何形状中提供高性能和均匀的散热。
  • 热管和蒸汽室,在超薄外形中实现卓越的散热和长期可靠性。厚度为0.4mm的铜和不锈钢蒸汽室的导热系数是石墨撒布机的4倍。对于超高性能应用,厚度为0.4mm的蒸汽室的导热系数是石墨撒布机的12至18倍。
  • 柔性热管技术,用于在可移动部件中传热。
  • 热界面材料通过传导冷却和散热来改善热源与热管理系统之间的界面。它们还可以提供机械强度、减振和附着力。
  • 用于处理处理和设备控制的 PCB 的板级冷却。
  • 隔热罩可防止辐射热量从热部件传递到敏感表面、设备和系统。这些轻巧、薄型和灵活的解决方案是在最小到零间隙区域进行轻量化的理想选择。他们还可以提供:
    • 抗紫外线
    • 可燃性或耐火性
    • 撕裂和穿刺阻力
    • 火焰阻挡
    • 易于清洁
    • 蒸汽 + 流体阻塞
    • 防潮、腐蚀和耐溶剂
石墨一体化解决方案
小尺寸热管解决方案

集成和流程

通过利用Boyd的先进工艺和集成解决方案,工程师可以提高材料利用率,降低浪费成本,简化供应链和终端设备组装,并最大限度地提高可靠的显示功能,从而降低整体到岸成本并增强消费者体验。电动汽车显示器应用需要创新的制造工艺,以实现对精密装配的极小公差,很少或没有浪费昂贵,创新,性能增强的材料,用于异物碎片(FOD)控制和视觉上完美无瑕的显示器的洁净室制造,快速原型设计和设计以加快上市速度,以及以更低的总体成本实现大批量全球生产。

Boyd是评估完整显示系统设计的专家,以确定具有以流线型装配制造和交付给客户的互补组件的潜力。Boyd已将多达12个独特的,单独的显示物料清单项目折叠成一个简化的组件;帮助加快设计、制造和交付周期,提高质量和公差,并减少显示器厚度、供应链复杂性和物流成本。像这样的专业技能和流程以及Boyd的分段框架“零间隙”公差垫片可减少材料浪费,从而帮助客户提高性能并更好地管理总成本。

几十年来,Boyd与世界领先的显示材料创新者、全球供应商和设计工程师建立了战略合作伙伴关系。这些合作伙伴关系,以及全球制造创新和设施,使Boyd能够保持在显示器开发和创新的最前沿。这为最广泛的材料、供应商(包括 3M 和 Nitto)、专用流程和全球显示器制造产品组合做出了巨大贡献。

多个集成组件 - 一次制造

Boyd的先进旋转模切是一门工业科学,它改进了专有工艺,用于切割和组装多个显示组件,这些组件可以在一个复杂的堆栈中具有各种原材料和厚度,并具有独特的组件配置和功能。每个输入组件都使用专有的工业设计技术进行切割并引入旋转生产线,并在一次通过生产线时以极其严格的公差进行组装。随着不断的研究和开发,创新和复杂性每月增加,以推进可实现的目标。客户受益于更高的精度、更快的周转时间、更短的交货时间、更高的性能、更薄的显示屏和更高的成本效益。

努力降低到岸成本和供应链

Boyd在先进显示元件方面长期处于市场领先地位,在显示模块粘合、缓冲、热扩散、屏蔽和层压光学薄膜方面具有竞争优势。与世界领先的显示材料创新者建立了牢固的关系,并与领先的显示模块公司建立了众多现有的供应商代码,这意味着Boyd已经建立了设计合作伙伴关系和物流,以轻松集成到您的显示价值链中。Boyd与世界领先的光学薄膜和显示器粘合剂原材料供应商的广泛材料供应合作伙伴关系,确保尽早和持续地获得全球性能最佳,技术最先进的原材料。我们通常是这些原材料创新者的全球首选加工合作伙伴,其关系可追溯到50年以上,制造工艺和洁净室环境经过优化,可处理和制造敏感材料。随着物联网和万物的连接,显示器现在被集成到运输,工业自动化,医疗保健,家电,智能家居设备,零售服务,游戏设备,可穿戴设备和电力市场 - 所有这些都是Boyd目前支持的。凭借在显示技术及其激增的新市场方面的丰富经验和创新,Boyd具有独特的优势,可帮助您开发创新的显示应用程序,以可加快上市速度的设计速度提供适销对路的差异化。

下一步是什么?

随着混合动力,全电动和自动驾驶汽车市场的持续快速增长,对显示器质量和功能的需求和客户期望也将快速增长。设计规范将变得更加严格,驾驶员将需要更多的功能,处理能力和电子设备将继续打破界限。通过显示屏传达和呈现的安全功能将是驾驶员满意度和购买决策的关键。因此,汽车制造商必须保持在显示和远程信息处理技术的前沿。

凭借数十年的创新专业知识,经验和供应商合作伙伴关系,加上将多种技术集成到简化产品中的独特方法,Boyd Corporation将继续保持在创新和改进制造的最前沿,同时降低到岸成本。如果您希望解决当前问题或为下一代解决新挑战,请首先联系Boyd Corporation,以了解有关电动和自动驾驶汽车显示器的工程材料,热解决方案,定制和改进工艺的更多信息。

有疑问?我们随时可以提供帮助!