如果要評(píng)價(jià)2021年令人難忘的一款車(chē),奧迪A6 E-tron 概念車(chē)一定名列其中。A6 E-tron在2021上海車(chē)展上全球首發(fā),莆一亮相便引爆全場(chǎng)。新車(chē)沿襲Sportback造型的理念,采用了顛覆性的外觀造型、全面領(lǐng)先的風(fēng)阻系數(shù)等,預(yù)示著汽車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一次新的大變革正蓄勢(shì)待發(fā)。
尤其引人注目的是奧迪數(shù)字OLED尾燈。在LED車(chē)燈競(jìng)爭(zhēng)日益激烈之時(shí),奧迪別出心裁,采用了造型多變、更具設(shè)計(jì)感的新一代數(shù)字OLED尾燈。整個(gè)尾燈使用了26片數(shù)字OLED,每片OLED擁有60個(gè)分區(qū),讓燈光設(shè)計(jì)擁有了無(wú)限可能。
數(shù)字OLED技術(shù)已在電視屏幕中普及,這一次奧迪把它用在了車(chē)燈上,同時(shí)提供定制化的燈光特征選擇服務(wù)。
在全球車(chē)企都在其它車(chē)燈技術(shù)開(kāi)疆辟土之時(shí),為何奧迪仍專(zhuān)注于OLED技術(shù),對(duì)其癡心不改呢?
數(shù)字OLED的技術(shù)特點(diǎn)
OLED=最均勻的面光源
LED技術(shù)是車(chē)燈領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命,但由于led是點(diǎn)光源,因此也部分制約了車(chē)燈的造型,很難實(shí)現(xiàn)均勻的面光源或3D點(diǎn)亮效果。為了使車(chē)燈實(shí)現(xiàn)面光源效果,通常需要設(shè)計(jì)各種光學(xué)散射方案。通過(guò)特定的光學(xué)內(nèi)透鏡和大量LED相結(jié)合,其或多或少的可以實(shí)現(xiàn)平面照明,但在均勻性和光效方面,始終存在天然的局限。雖然不斷改進(jìn)的led新封裝方式和使用創(chuàng)新的微光學(xué)面能夠取得一些改善,但其本質(zhì)仍然沒(méi)有改變:還是使用傳統(tǒng)的led點(diǎn)光源來(lái)實(shí)現(xiàn)平面照明。
而OLED與LED點(diǎn)光源不同,OLED的一個(gè)獨(dú)特性能是能夠完美的實(shí)現(xiàn)平面照明。由于光在有機(jī)熒光粉層中是均勻地產(chǎn)生,因此不需要額外的任何反射器、光纖或類(lèi)似的光學(xué)零件進(jìn)行光擴(kuò)散。 由于OLED的這個(gè)本質(zhì)特性,因此可以輕松實(shí)現(xiàn)均勻度大于0.8的平面點(diǎn)亮效果(均勻度=1-(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin))
(OLED 不同分區(qū)之間的對(duì)比度分析)
OLED這種平面點(diǎn)亮均勻性很難通過(guò)LED的點(diǎn)光源方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且還有一點(diǎn)更難的是:數(shù)字OLED面板中的不同分區(qū)之間的間距非常窄,可以窄到<100μm,同時(shí)還有非常高的對(duì)比度,不同分區(qū)之間完全無(wú)光散射、無(wú)串光。這個(gè)特點(diǎn)已經(jīng)在奧迪Q5和奧迪A8等量產(chǎn)項(xiàng)目上得到了很好的體現(xiàn)(如下圖)。
(奧迪 A8 OLED)
OLED=光效最高的面光源汽車(chē)尾燈設(shè)計(jì)中一直存在著一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn),如何找到一種造型新穎且光學(xué)效率高的技術(shù)方案,同時(shí)又能滿(mǎn)足功率低和可靠性好,以達(dá)到均勻發(fā)光的平面照明效果。在碳中和日益變得重要的今天,功效將在車(chē)燈設(shè)計(jì)中扮演越來(lái)越重要的角色。OLED本質(zhì)上是面光源,在其發(fā)光區(qū)域內(nèi)均可產(chǎn)生均勻的表面光,而不需要散射光學(xué)元件,例如擴(kuò)散內(nèi)透鏡。而相反LED是點(diǎn)光源,借助于微光學(xué)面或散射材料可以獲得特定的面光源效果。然而,這種光學(xué)改造的代價(jià)是光學(xué)效率的損失。為了對(duì)比LED/OLED的功效情況,我們?cè)囎隽艘粋€(gè)LED測(cè)試盒樣件,測(cè)試盒的尺寸為40mm x 40mm,里面放置了9到16顆TOP LED.
(LED和OLED的均勻性對(duì)比)
Led到蓋板的距離設(shè)定為15mm,蓋板使用了常用的光學(xué)擴(kuò)散材料ALBIS和DF23,以便能實(shí)現(xiàn)平面點(diǎn)亮效果。為了保證足夠的均勻性,我們將散射材料蓋板的厚度增加到3mm。結(jié)果如下圖所示。
(恒定功率下的亮度與均勻性對(duì)比)
通過(guò)上圖的測(cè)試結(jié)果所知。對(duì)比使用LED加散射材料內(nèi)透鏡的技術(shù)方案,OLED具有更高的均勻性和更低的功耗。增加透鏡的散射度固然可以增加均勻性,但亮度會(huì)顯著下降。在OLED的厚度尺寸范圍內(nèi)(<2mm),基本上不存在有光學(xué)效率和均勻性都可以匹敵OLED的LED解決方案。參考研究院最新拆解的大眾ID.6.X的Surface led尾燈(參考研究院文章 Surface led-> 傳送帶),其Surface led位置燈的厚度將近7mm,為了達(dá)到均勻面光源的效果,使用了恐怖的36.8w,幾乎相當(dāng)于一個(gè)近光+遠(yuǎn)光的功耗。
數(shù)字OLED=靈活的尾燈顯示技術(shù),實(shí)現(xiàn)個(gè)性差異化和C2X通信
OLED分區(qū)之間的間距小且對(duì)比度高的特性,可以產(chǎn)生新的的車(chē)燈應(yīng)用。現(xiàn)在量產(chǎn)的車(chē)型還只使用了少量的分區(qū)(N<8),就像奧迪A8,Q5一樣,用于位置燈動(dòng)畫(huà)效果。奧迪A6 E-tron正在將OLED升級(jí)到高分區(qū)數(shù)的顯示屏。用已知的工藝和材料來(lái)生成出能滿(mǎn)足了車(chē)燈可靠性要求的照明產(chǎn)品。
全新數(shù)字OLED技術(shù)可隨機(jī)激活多個(gè)獨(dú)立控制的分區(qū),且亮度可以連續(xù)變化。在量產(chǎn)的新Q5中,尾燈內(nèi)有3片數(shù)字oled板,每塊oled板由六個(gè)分區(qū)組成,換句話說(shuō),每個(gè)尾燈有18個(gè)分區(qū)。當(dāng)每個(gè)OLED屏擁有超過(guò)50個(gè)分區(qū)時(shí),則可以產(chǎn)生無(wú)盡的分區(qū)組合。車(chē)燈安裝了OLED之后,即可通過(guò)簡(jiǎn)單的顯示信息來(lái)改變OLED的圖案和外觀。因此,OLED賦予了車(chē)燈的個(gè)性化,而不需要更換任何車(chē)燈硬件配置,如下圖所示,數(shù)字OLED可以實(shí)現(xiàn)多種外觀設(shè)計(jì)。
(基于電子驅(qū)動(dòng)控制的OLED圖案變化)
區(qū)別于其它顯示屏技術(shù),數(shù)字oled屏還有另外一個(gè)優(yōu)勢(shì),即每個(gè)分區(qū)形狀都可以進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),無(wú)需統(tǒng)一成規(guī)則的分區(qū)形狀。因此,在一塊數(shù)字OLED板內(nèi)可能設(shè)計(jì)成截然不同形狀和尺寸的分區(qū)。而且,可以直接通過(guò)分區(qū)設(shè)計(jì)形成所需的圖案,無(wú)需使用大量像素(如miniled屏),大量像素需要復(fù)雜的電子驅(qū)動(dòng)模塊,而且圖案邊緣還會(huì)產(chǎn)生像素鋸齒狀。此外,紅色OLED屏的亮度值已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)≥2.000cm/m2 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它的顯示屏方案。
使用數(shù)字oled,還可以開(kāi)發(fā)出一種通用的oled屏,適用于很多車(chē)型,卻仍然為每個(gè)車(chē)型保留獨(dú)特的外觀設(shè)計(jì)。通用的oled屏可以大幅降低生產(chǎn)成本,為其它入門(mén)級(jí)車(chē)型提供應(yīng)用可能。
數(shù)字OLED技術(shù)除了做車(chē)燈信號(hào)功能之外,還可以用作交互顯示,例如,為后車(chē)和行人提供交互信息。在滿(mǎn)足當(dāng)前法規(guī)的前提下,車(chē)燈里的數(shù)字交互信息或車(chē)聯(lián)網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施提供的數(shù)字信息也將有助于行車(chē)安全,特別是在自動(dòng)駕駛汽車(chē)領(lǐng)域?,F(xiàn)有的其它LED顯示屏方案,無(wú)論在封裝尺寸、點(diǎn)亮均勻性和對(duì)比度,還是在靈活的分區(qū)設(shè)置方面,和數(shù)字OLED的方案相比,都有明顯的劣勢(shì)。因此,數(shù)字OLED從設(shè)計(jì)感到個(gè)性化,從互動(dòng)性到安全性,將為我們提供無(wú)限的機(jī)會(huì)和可能。
數(shù)字Oled的真正技術(shù)革命還在于通過(guò)數(shù)字分區(qū)與柔性基板技術(shù)相結(jié)合。如今,所有量產(chǎn)的OLED尾燈都使用平面玻璃基板,很難將平面的OLED板融入到車(chē)燈的自由曲面設(shè)計(jì)中。OLed如果要更廣泛的使用,則需要去匹配汽車(chē)的自由曲面造型。因此,柔性數(shù)字oled也許會(huì)大大延申在車(chē)燈照明中的使用空間,甚至覆蓋整個(gè)尾燈。
當(dāng)然,車(chē)燈行業(yè)使用Oled柔性基板技術(shù)并不容易,必須要能夠符合汽車(chē)的可靠性要求。但如今柔性oled屏已經(jīng)在手機(jī)中大量的使用,價(jià)格也越來(lái)越親民,應(yīng)用在車(chē)燈上將指日可待。
任意角度的色點(diǎn)穩(wěn)定性和顏色均勻性,將使柔性數(shù)字OLED屏成為尾燈的獨(dú)特光源,這是任何其他光源方案都無(wú)法模仿和匹敵的,或?qū)⒊蔀檐?chē)燈行業(yè)最靈活的顯示方案。
數(shù)字OLED總結(jié)與展望
已經(jīng)量產(chǎn)的數(shù)款車(chē)已經(jīng)證明,OLED用在車(chē)燈上并無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。寶馬、奔馳和奧迪都在使用這項(xiàng)創(chuàng)新的技術(shù)方案。當(dāng)然要大批量的使用,需要OLED通過(guò)成本控制和模塊化來(lái)顯著的降低成本。一旦oled實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,它同時(shí)實(shí)現(xiàn)了尾燈設(shè)計(jì)的個(gè)性差異化和Car-2-Car的通信能力,這是其它光源方案所很難實(shí)現(xiàn)的,而且數(shù)字化并沒(méi)有額外增加oled的生產(chǎn)成本,因此相比其它數(shù)字顯示方案,數(shù)字Oled將開(kāi)始變得有吸引力。當(dāng)然柔性數(shù)字OLED技術(shù)將進(jìn)一步提升OLED在車(chē)燈照明領(lǐng)域中的集成度和可視性。
汽車(chē)行業(yè)燈光設(shè)計(jì)風(fēng)向標(biāo)的奧迪將高度均勻、高對(duì)比度數(shù)字OLED組合燈用于汽車(chē)尾燈,毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)引領(lǐng)更多汽車(chē)品牌采用數(shù)字OLED技術(shù),為汽車(chē)尾燈造型設(shè)計(jì)開(kāi)拓更廣闊的設(shè)計(jì)空間。