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汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

Byab

Aug 11, 2021 #IMD, #显示屏

汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

Preface

在过去的十年中，车辆的仪表显示有着颠覆性的发展。自特斯拉开始，车载显示屏幕便开始变得越来越像智能手机，按键减少、集成触控、高清显示、语音导航、语音/手势控制等等这些功能上的进步已被大众所认可。而在尺寸上来看，大屏多屏的趋势也是每次行业展览各厂家所必不可少的亮点技术。

在2019年的模内装饰及模内电子工艺及技术高峰论坛上，科思创的陈涛经理分享了《汽车大尺寸显示屏创新材料和工艺解决方法》。

01.内饰设计发展


最早的汽车内饰只需要满足其使用功能即可，但随着行业的发展，人们在内饰满足功能性需求之后，开始追求美观大气等装饰性效果。随着科技飞速发展，现在很多厂家所展示的装饰与功能高度结合的智能化概念汽车，或许会在不久后的将来实现。


汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案


02.未来显示屏的技术要求


纵观近几年的内饰变化，我们会发现，汽车内部出现了越来越多、越来越大的显示屏。这些显示屏可以带给车内乘员更直观、更清晰的各种信息，比如说现在已经比较常见的车载导航。而在将来，车内的大型曲面显示屏会更加普遍。


这里，我们来简单聊一聊未来显示屏技术的几个主要发展趋势：


汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案


1.大尺寸。最早的显示屏可能只需要显示很少的信息，比如说广播调频、音乐曲目，其屏幕是非常小的。随着汽车功能的加强，屏幕上显示的信息开始增多，其尺寸也就开始相应的变大。从特斯拉开始，大屏显示开始被消费者所接受，到近几年，甚至出现了48寸的超大屏。

2.薄壁化。与传统的装饰盖板不同，现在的显示屏基本都有触控功能，所以盖板壁厚较薄。一般主机厂的要求在2.5mm，最厚不会超过3.0mm。考虑到介电常数等因素，大部分主机厂希望往2.0mm发展，所以盖板薄壁化是一个大的发展趋势。

3.3D曲面造型。从近年发布的概念车我们都可以看到，内饰基本都是3D造型的。不管是在设计自由度，还是用户体验来讲，3D曲面的显示屏在将来会越来越多。

4.触摸功能。随着现在的流行趋势，触摸功能将是今后显示屏所必备的。但是针对大显示屏，简单的触控功能甚至存在一定的安全隐患，这就必须在触控的同时增加反馈功能，比如说震动反馈，以提升操作的准确性。另一方面，大尺寸、触摸功能都会占据车内本就不充足的空间，因此零件集成也是一个必要结果。当然这些会导致触控本身的结构变得更复杂。

5.多区域显示。未来，出于安全与用户体验的考量，不同区域或将针对性的放置相应显示屏。


03.显示屏组成


显示屏现有的基本都是背光+LCD+触控的组合，内部组建其实都很脆弱，我们需要在最外面加上一层防护盖板，塑胶、玻璃都有应用在这块。

这里，我们介绍一下PC基显示屏盖板和系统。盖板一般是PC基材+薄膜组成。现在的显示屏盖板比较简单，对颜色和按键的设计比较少。因此，有的厂家会不用薄膜直接在PC表面做上AG/AR/AF等涂层。PC作为载体存在，下面一层是ITO传感器，通过胶水粘接。以前，很多使用框贴贴合，但现在，由于一体黑要求，ITO和LCD之间向着全贴合发展。

汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

用PC或者PC/ABS注塑的传统装饰件厂商，未来一定会向生产具有高光学要求的部件过渡。不管是ITO玻璃、树脂或者LCD，目前的工业化水平较高，但盖板的设计和制造却可能成为它们的瓶颈，限制了相关应用突破。

3D曲面的盖板可以说非常难制造的，盖板的工业化水平甚至会影响到整个显示系统的设计。

表层薄膜要求

硬涂层，一般来说需要2H的硬度，不会被指甲刮花。

防指纹，易清洁，防止使用过程中可视区变模糊。

AG AR等防止行车途中的光线干扰。

PC基材要求

薄膜加PC层的总厚度一般不能超过2.5mm。


最重要的要求是低应力残留和低形变。PC在内部有应力残留时，就会产生双折射现象，看到类似彩虹纹的表观。如果要做非常薄的产品，需要非常大的保压压力，使得双折射现象非常明显。


而塑料件变形则会影响LCD的全贴合。一般来说，在全贴合情况下，期望显示区域的变形不要超过设计时的0.5mm，但事实，如果做1m这样大尺寸的产品时，变形1mm都是正常的，这也是难度较高的地方。


设计灵活度和风险可控也是大家的诉求。


04.显示盖板的生产工艺


1. IMD注塑：薄膜处理（丝网印刷/冲切）+镶嵌薄膜注塑
2. 材料构成：PC薄膜+PC类材料
3. 问题点：良品率低，主机厂批量生产风险太高

当做比较大和比较薄的产品时，可能会出现的三个问题：

薄膜在模具中很容易移动，一个大的薄膜放在模具中受到强剪切时会产生移动，这时油墨会挥发，即使使用的是耐高温油墨，同时也会产生严重的彩虹纹。

传统解决方法：1.采用高流动性的共聚PC，但缺点是比较软，做大尺寸的产品时会越来越软，变形也会比较大；2.增加壁厚，这种解决方案无法满足薄壁需求。

由此可见，做大尺寸产品时，传统工艺已经变得不太适合，需要采用新工艺去实现，而注压成型工艺方案便是一个很好的选择。

汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

对于大尺寸显示屏，PC材料既有优势又有挑战，比如有双折射、装配设计、表面处理、光学粘接等挑战，光学粘接很大程度上取决于产品尺寸的稳定性。

注压成型

薄膜在模具中受剪切力容易偏移，但是受压则定位稳定。

注塑压缩工艺（ICM）是成熟的低压注塑方案，其优势在于降低制品应力，但是并不推荐生产复杂结构件、大型件，因为这些产品很难在模具中一次注塑成型，所以一般推荐结合双色设计。

薄膜处理+ 镶嵌薄膜的PC注压工艺+ PC/ABS注塑结构件，第二次的注塑件构件不一定是必须的，有时也可以用铸铝或者其他工艺来进行装配。

传统PC材料应用于盖板注塑成型时，控制双折射引起的彩虹纹是一个十分重要的任务。ICM能有效的降低彩虹纹，但最终结果与产品的形状和工艺条件也有很大的关系。SRF薄膜配合ICM可以进一步改善彩虹纹的状态。

装配设计优化—1K/2K设计

单色设计，连接机构的设计必须按照一定的规划以防止缩水。PC材料螺丝柱的强度也是一个难点。

双色设计，设计有更高的自由度（用PC/ABS或者PC/PBT），第一射ICM的结构也会非常简单，但是对模具设计需要较高的要求。

汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

双色设计不一定要用双色模来制造，要根据结构设计来看。在使用双色模时，第一射注压，第二射简单注塑，这对大部分厂商来讲很难，因为这需要足够大的注塑设备支持。

另一种方案就是，将第一射的注压和第二射的结构件分开，然后使用粘接工艺实现。这对高亮黑、钢琴黑的饰件制备是很合适的，因为它可以有效减少第二射产生的压痕。压痕在双色注塑中是很难调整的一个工艺步骤，每次切换模具或者更换模具时都要调整，这对模具工程师来讲很难受。

薄膜产品与工艺

大型面薄膜成型加工工艺推荐使用高压工艺而不是传统的热压工艺，这样薄膜上面的图案移动比较少，因为高压工艺温度相对更低。同时也推荐后固化工艺：在3D成型过程中，后固化在可以满足3D成型的同时让表面形成良好的耐刮效果。
 
工艺是否合理取决于结构设计，大部分的结构设计是和产品结合在一起的，对于表面来说，很多朋友或许认为用塑料设计会很复杂，但对大型的3D的显示屏来讲，这是一个误区。

3D成型，相对来说玻璃材料更难，而塑料的成型则相对容易。而PC相对于其它光学材料来讲，在贴合、固化的过程中能耐高温，这是它与其它光学级塑料最大的区别，所以很多供应商和主机厂都选用PC。

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显示屏用材料与颜色


大部分主机厂在3D设计的时候，往往不需要透光率很高但是对光学纯净度要求较高。


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下面是现场演讲视频：


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关于科思创：


全球范围内，对于个性化移动的需求正在持续增长。在汽车的功能和设计方面，汽车购买者的要求也越来越高。科思创针对这两种趋势重新思考当今汽车工程中所需使用的材料，开发了一系列高科技材料。在性能，安全性，舒适性和外观方面，它们为车辆中的许多部件提供了新的可能性。


汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

在汽车内饰中，科思创的目标是将饰件与功能相结合。高品质的表面，舒适的座椅以及最新技术设备的集成，打造出移动客厅空间的全新内饰，这将成为消费者购车时的关键因素。


近来，配备一体黑、大尺寸显示的相关车型获得众多消费者认可，成为时下热门的业界话题。当然，曲面显示、3D玻璃、大屏多屏、OLED等热点也一直是各大厂商角逐的重点。在这样一个行业背景下，艾邦创建了车载显示交流群，目前已有一汽、上汽、吉利、长城、长安、哈曼、马瑞利、华阳、德赛西威、航盛电子、天马、京东方、TPK、长信科技、蓝思、伯恩、特宜、胜利精密、TDK、瓦克、3M、桐力光电、康宁、肖特、旭硝子、东旭、niebling、住友、赛贝尔等显示与贴合产业链的上下游企业加入，欢迎各位朋友入群探讨，共谋进步。
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活动推荐：


2020年汽车车载显示盖板及光学贴合高峰论坛
 2020年待定 上海汽车城 昆山花桥美居酒店

Meeting agenda

Serial number
演讲议题（征集中，待定）
1
新四化趋势下，车载显示屏要求
2
智能驾驶舱车载显示创新应用案例
3
智能座舱下的显示屏性能需求
4
车载智能驾驶舱显示类产品布局规划
5
一体黑技术在车载显示的应用案例介绍
6
着色OCA实现车载显示一体化效果案例介绍
7
车载显示触控模组新材料：纳米银线&金属网格
8
IML塑料显示盖板在汽车车载显示技术的应用
9
FIM技术在车载显示产品的发展应用（功能)
10
注塑压缩工艺在汽车显示盖板的应用介绍
11
复合板材空气高压成型工艺在显示盖板上的应用
12
车载显示面板加硬技术工艺技术
13
基于IMD工艺的汽车曲面大屏材料方案介绍
14
曲面玻璃在汽车车载显示技术的应用
15
大尺寸3D玻璃热弯工艺介绍
16
大尺寸玻璃磨抛工艺介绍
17
AG,AR,AF新型表面处理技术&车载显示
18
防爆膜在车载显示玻璃盖板的应用介绍
19
光学贴合技术在车载显示的应用
20
OCA材料在光学贴合工艺技术的应用
21
硅胶在光学贴合技术在车载显示的应用
22
亚克力胶水在车载光学贴合的应用
23
车载显示盖板大尺寸贴合设备介绍
24
特殊油墨在车载显示的应用介绍
25
车型显示盖板测量解决方案介绍
26
增强盖板附着力等离子预处理工艺介绍

报名方式

Registration method one:请加微信了解详情报名

邓小姐：13265790064，
ab010@aibang360.com

江先生：18666186648，
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The original article was posted on the WeChat official account "Smart Car Club."汽车大尺寸显示屏系统创新材料和工艺解决方案

Recently, vehicles equipped with integrated black, large-sized displays have gained recognition among many consumers, becoming a hot topic in the industry. Of course, curved displays, 3D glass, large multi-screen setups, OLED, and other hot topics have always been the focus of competition among major manufacturers. In such an industry landscape, Aibang has established a car display communication group. Currently, upstream and downstream enterprises in the display and bonding industry chain, such as FAW, SAIC, Geely, Great Wall, Changan, Harman, Marrelli, Huayang, Desay SV, Hangsheng Electronics, Tianma, BOE, TPK, Changxin Technology, Xinli, Lai Bao, Lanshi, Bern, Teyi, Victory Precision, Xingxing Technology, TDK, VAC, 3M, Tongli Optoelectronics, Corning, Schott, AGC, Nippon Electric Glass, Sumitomo, and Sabic, have joined. All friends are welcome to join the group for discussions and mutual progress. 从全新奔驰S级看车载显示带来的豪华感与科技感
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