Dada a dificuldade de causar uma boa primeira impressão, seja ela positiva ou negativa, é cada vez mais importante para os fabricantes de automóveis manterem-se na vanguarda quando se trata de ecrãs de interface homem-máquina (IHM). A tecnologia de ecrãs OLED (diodo emissor de luz orgânico) não só oferece uma forma de garantir a melhor primeira impressão possível, como também proporciona vantagens reais para os utilizadores e designers de interiores.
De acordo com um relatório recente da Associação Coreana da Indústria de Ecrãs (KDIA), o mercado global de ecrãs automóveis deverá apresentar uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 7,8%, passando de 8,86 mil milhões de dólares em 2022 para aproximadamente 12,63 mil milhões de dólares em 2027 [1]. A adoção de ecrãs OLED nos veículos é apontada como um dos fatores que impulsionam este crescimento. Em 2022, os ecrãs OLED representavam apenas 2,8% do mercado, mas espera-se que este número cresça para 17,2% até 2027.
Vamos analisar os fatores que impulsionam o crescimento da tecnologia de ecrãs OLED nos automóveis.
Tecnologia OLED em displays automóveis
Até há pouco tempo, a tecnologia LCD (liquid crystal display) era a mais utilizada nos ecrãs automóveis. Esta tecnologia consolidada e bem estabelecida, originalmente da indústria de bens de consumo, foi adaptada e aprovada para aplicações automóveis.
A indústria moderna de bens de consumo, desde smartphones a monitores de computador e televisores, já iniciou a sua transição para a tecnologia de ecrãs OLED graças à sua elevada qualidade de imagem e formato fino, e a indústria automóvel também está a adotar a tecnologia OLED por razões semelhantes e específicas do setor. De facto, muitas das características intrínsecas da tecnologia OLED são muito atrativas para aplicações em ecrãs automóveis.
Preto puro e alto contraste:
Como o OLED é uma tecnologia de ecrã emissiva, quando um pixel está desligado, não emite luz, pelo que a cor preta é "pura". Em contraste, o princípio de funcionamento da tecnologia LCD baseia-se no bloqueio da luz da unidade de retroiluminação, razão pela qual gera um cinzento escuro, mas não um "preto puro". Os fabricantes de LCD tentam ultrapassar este obstáculo utilizando uma matriz de mini-LEDs para implementar o escurecimento local e desligar a retroiluminação em áreas com pixéis pretos. Embora este método melhore o contraste, sofre de falta de granularidade dos pixéis, o que pode produzir efeitos indesejados, como o efeito halo. Além disso, a camada extra para a
matriz de mini-LEDs e o seu controlo eletrónico acrescentam espessura, peso e custo ao sistema. Estes fatores tornam-se ainda mais significativos à medida que o tamanho do ecrã aumenta.
Então, quais são as vantagens que a tecnologia de ecrã OLED oferece aos utilizadores de automóveis?
• A maioria das interfaces gráficas de utilizador (GUIs) utiliza um fundo preto para evitar distrair o condutor e os passageiros durante a noite. Graças às características de preto puro do OLED, o conforto do utilizador é significativamente melhorado.
• O elevado contraste aumenta a legibilidade do ecrã e melhora a segurança geral do automóvel.
• Os amplos ângulos de visão garantem que o ecrã é claramente visível a partir de várias posições dentro do veículo.
• A baixas temperaturas, os ecrãs OLED mantêm o seu rápido tempo de resposta, ao contrário de outras tecnologias. As informações mais importantes em tempo real são claramente visíveis sem atraso, mesmo de manhã cedo num dia frio de inverno.
• O OLED protege os olhos porque não necessita de iluminação de fundo comutável, reduzindo assim a fadiga durante longos períodos de utilização.
Integração do design de interiores e redução do consumo de energia:
a tecnologia OLED ajuda os fabricantes de automóveis a ultrapassar diversos desafios. Com o aumento do tamanho dos ecrãs, a tecnologia OLED oferece mais vantagens em relação aos designs LCD. O OLED tem menos camadas e uma estrutura mais fina, permitindo aos fabricantes de automóveis introduzir melhorias no design de interiores, tais como:
• Perfil mais leve e fino reduz o peso dos ecrãs maiores.
• Raio mais pequeno para o design de ecrãs curvos e molduras inovadoras para uma identidade de marca bem definida.
• Com a tecnologia Pure Black, a moldura do ecrã pode ser integrada no acabamento, proporcionando um aspeto e uma sensação únicas para o módulo HMI.
• Baixo consumo de energia, especialmente quando a imagem de fundo é escura.
• Ecológico, utilizando menos plástico do que os ecrãs LCD.
O baixo consumo de energia e o peso reduzido dos ecrãs de grandes dimensões são especialmente vantajosos para os fabricantes de veículos elétricos, que podem assim oferecer uma maior autonomia com a mesma capacidade de bateria.
A tecnologia OLED foi adaptada às exigências da indústria automóvel
Os fabricantes e fornecedores de automóveis que se lembram das limitações dos antigos ecrãs OLED devem tomar nota. O efeito de retenção de imagem causado por inúmeros ícones estáticos (muitas vezes não utilizados) na interface gráfica do utilizador (GUI) de um automóvel, bem como problemas de brilho que dificultavam a leitura sob a luz solar, foram resolvidos com os avanços da tecnologia OLED.
Com a tecnologia OLED de duas camadas, ou estrutura OLED em tandem, os fabricantes aumentaram significativamente o brilho dos ecrãs. Além do brilho, a camada orgânica adicionada à estrutura dispersa a energia dentro dos OLEDs, aumentando a estabilidade e a vida útil. Os fabricantes de veículos e os seus fornecedores diretos reconheceram estes avanços e estão a utilizar cada vez mais ecrãs OLED em veículos de luxo.
Interface Touchscreen:
Independentemente da tecnologia de visualização, a interface touchscreen é fundamental para proporcionar uma excelente experiência ao utilizador. Os requisitos para um ecrã táctil num veículo são muito mais exigentes do que os dos dispositivos de consumo. Alguns destes requisitos incluem:
• Funcionamento fiável em condições ambientais mais variáveis.
• Operabilidade com luvas.
• Compatibilidade eletromagnética para imunidade ao ruído e emissões de radiofrequência.
• Segurança funcional (ISO 26262 ASIL-B), como a conversão de botões mecânicos críticos para a segurança em botões virtuais no ecrã táctil.
Nos últimos anos, a maioria dos fabricantes de LCD integrou a funcionalidade multitoque nos seus ecrãs utilizando tecnologias "on-cell" ou "in-cell". Como a tecnologia OLED utiliza uma camada com um cátodo de baixa impedância sobre os pixéis, apenas é utilizada a estrutura "on-cell". Consequentemente, todos os principais fabricantes de OLED automóvel desenvolveram, ou estão a desenvolver, este tipo de design, uma vez que permite ecrãs OLED touchscreen mais finos, leves e flexíveis.
Figura 1: Camadas de um ecrã táctil OLED on-cell para automóveis.
Embora a utilização da tecnologia on-cell permita ecrãs OLED mais finos, também cria novos desafios para o controlador do ecrã táctil. Isto acontece porque os elétrodos de toque estão mais próximos da camada catódica e dos pixéis do ecrã (ver Figura 1: Camadas de um ecrã tátil OLED on-cell). Nos designs on-cell, os elétrodos de toque têm agora uma carga capacitiva maior em relação à massa. Embora a capacidade de toque do dedo permaneça inalterada, a sensibilidade ao toque é degradada.
Considere este exemplo para visualizar a dificuldade: com a tecnologia de ecrã mais antiga, detetar a capacidade de toque de um dedo é como medir a alteração dos níveis de água quando um copo é adicionado a um pequeno balde. Em contraste, com a estrutura fina de OLED on-cell, o processo é agora comparável à medição da mesma alteração numa banheira cheia!
Controlador de toque:
O ruído eletromagnético gerado pela comutação de pixéis, juntamente com o seu acoplamento mais forte aos elétrodos de toque, aumenta o risco de deteção de toque falsa ou falha.
Estas dificuldades tornam fundamental a seleção de uma tecnologia de controlador de ecrã táctil que ofereça uma elevada capacidade de deteção de sinal em relação ao ruído (SNR). O controlador de ecrã táctil deve incorporar:
• Técnicas de controlo e deteção adaptadas à elevada carga do sensor de toque OLED on-cell.
• Técnicas poderosas de cancelamento de ruído.
• Processamento de sinal rápido e eficiente para alcançar elevadas taxas de deteção de toque e latência reduzida ao primeiro toque.
Aparência e sensação de alta tecnologia.
A capacidade dos ecrãs OLED de proporcionar visuais de alta qualidade, um fundo preto puro, maior eficiência energética e um painel leve e curvo cria um produto final que atrairá os compradores modernos e influenciará positivamente as suas decisões.
Os controladores de ecrã táctil maXTouch® da Microchip não só se baseiam numa tecnologia comprovada para uma deteção multitoque rápida, precisa e fiável, mesmo com luvas, como também oferecem uma excelente flexibilidade para combinar com a estética aplicada em designs automóveis. A nova geração M1 de controladores de ecrã táctil maXTouch oferece novos mecanismos de controlo e deteção, juntamente com um processamento de sinal avançado, para garantir uma operação de toque rápida, fiável e segura nos novos ecrãs OLED automóveis.
Referências
[1] https://displaydaily.com/automotive-display-market-set-for-robust-growth-with-oleds-taking-center-stage/
