El tamaño y el número de pantallas es uno de los primeros indicadores sobre el contenido tecnológico y la innovación del vehículo para el comprador de un coche nuevo. El tamaño de la pantalla se ha convertido en un factor clave en la decisión de compra; sea cual sea el tipo de motor (combustión interna, híbrido o eléctrico), el tamaño de la pantalla influirá sobre la percepción de las prestaciones del vehículo.

Dado que resulta difícil vender las primeras impresiones, tanto buenas como malas, cada vez es más importante para los fabricantes de automóviles estar por delante por lo que se refiere a las pantallas de las interfaces HMI (human-machine interface). La tecnología de las pantallas OLED (Organic Light Emitting Diode) no sólo ofrece una manera de asegurar la mejor impresión inicial, sino que también aporta ventajas reales a usuarios y diseñadores de habitáculos.
Según un reciente informe de la Korea Display Industry Association (KDIA), el mercado mundial de pantallas para automóviles podría experimentar un crecimiento medio interanual del 7,8% para pasar de 8.860 millones de dólares en 2022 a unos 12.630 millones de dólares en 2027 [1]. La adopción de las pantallas OLED en los vehículos se cita como uno de los factores que impulsan este crecimiento. En 2022 las OLED solo representaron una cuota de mercado del 2,8% pero se espera que crezca hasta el 17,2% en 2027.
Veamos qué factores impulsan el crecimiento de la tecnología de las pantallas OLED en los automóviles.

Tecnología OLED en las pantallas de los automóviles

Hasta hace poco, la tecnología LCD (liquid crystal display) era la más utilizada en las pantallas de los automóviles. Esta tecnología madura y bien consolidada, procedente de la industria de consumo, ha sido adaptada y homologada para aplicaciones de automoción.

La moderna industria de consumo, desde los smartphones hasta los monitores informáticos y los televisores, ya ha iniciado su transición a la tecnología de pantallas OLED gracias a su alta calidad de visualización y su formato fino, y la industria de automoción también está adoptando la tecnología OLED por razones similares y específicas en este sector. De hecho, muchas de las características intrínsecas de la tecnología OLED resultan muy atractivas para las aplicaciones de las pantallas en los automóviles.
Negro puro y alto contraste
Dado que OLED es una tecnología de visualización emisiva, cuando un píxel está apagado no emite luz alguna por lo que el color negro es “puro”. En cambio, el principio de funcionamiento de la tecnología LCD se basa en bloquear la luz procedente de la unidad de retroiluminación, por eso genera un gris oscuro pero no un “negro puro”. Los fabricantes de LCD tratan de superar este obstáculo utilizando una matriz de mini-LED para implementar la atenuación local y apagar la retroiluminación en las zonas con píxeles negros. Si bien este método mejora el contraste, sufre de una falta de granularidad del píxel que puede producir efectos no deseados como el efecto halo. Además, la capa extra para la matriz de
mini-LED y su control electrónico añade grosor, peso y coste al sistema. Estos aspectos influyen aún más a medida que se incrementa el tamaño de la pantalla.
Por tanto, ¿qué ventajas ofrece la tecnología de las pantallas OLED al usuario de un automóvil?
• La mayoría de las interfaces gráficas de usuario (GUI) utilizan un fondo negro para no distraer al conductor y a los pasajeros por la noche. Gracias a las características de negro puro de OLED, el confort del usuario se ve mejorado enormemente.
• El alto contraste aumenta la legibilidad de la pantalla e incrementa la seguridad del coche en general.
• Los amplios ángulos de visión garantizan que la pantalla pueda ser claramente visible desde diferentes posiciones del vehículo.
• A bajas temperaturas, las pantallas OLED mantienen su rápido tiempo de respuesta a diferencia de otras tecnologías. La información más importante en tiempo real es claramente visible sin retardo, incluso a primera hora del día en una mañana fría de invierno.
• OLED protege la vista porque no necesita retroiluminación conmutada, reduciendo así la fatiga durante largos períodos de tiempo.

Integración del diseño del habitáculo y menor consumo
La tecnología OLED ayuda a los fabricantes de automóviles a superar varios retos. Ante el aumento de tamaño de la pantalla, la tecnología OLED ofrecerá más ventajas respecto a los diseños con LCD. OLED tiene menos capas y una estructura más fina, de ahí que los fabricantes de automóviles tengan la posibilidad de introducir mejoras en el diseño del habitáculo como:

• Grosor más ligero y fino que disminuye el peso de las pantallas más grandes.
• Radio más pequeño para diseñar pantallas curvadas y habitáculos innovadores para una identidad de marca bien definida.
• Con la tecnología de negro puro, el bisel de la pantalla se puede integrar en la moldura, proporcionando así un aspecto y un tacto exclusivos del módulo HMI.
• Bajo consumo, especialmente cuando la imagen de fondo es oscura.
• Respeto al medio ambiente al usar menos plástico que las pantallas LCD.

El bajo consumo y el menor peso de las pantallas grandes resultan especialmente ventajosos para los fabricantes de vehículos eléctricos, que de este modo pueden ofrecer una mayor autonomía con la misma capacidad de la batería.

La tecnología OLED se ha adaptado a los requisitos del automóvil

Los fabricantes de coches y los proveedores en este sector que recuerden las antiguas limitaciones de las pantallas OLED más antiguas deberían tomar nota de ellas. El quemado (burn-in) de la pantalla provocado por los numerosos iconos fijos (a menudo no utilizados) en una GUI del automóvil y por problemas de brillo para su lectura con luz solar han sido resueltos con avances en la tecnología OLED.

Con la tecnología OLED de dos capas, o estructura OLED en tándem, los fabricantes lograron aumentar de forma significativa el brillo de las pantallas. Además de la pantalla brillante, la capa orgánica añadida a la estructura dispersa la energía en los OLED con el fin de incrementar la estabilidad y la vida útil. Los fabricantes de vehículos y sus proveedores directos han reconocido estos avances y utilizan las pantallas OLED cada vez más en vehículos de gama alta.

La interfaz táctil
Con independencia de cuál sea la tecnología de la pantalla, la interfaz táctil es fundamental para ofrecer una excelente experiencia de usuario. Los requisitos para una pantalla táctil en un vehículo son mucho más exigentes que en los dispositivos de consumo. Éstos son algunos de tales requisitos:
• Funcionamiento fiable con unas condiciones más variables del entorno.
• Se pueden manejar con dedos enguantados.
• Compatibilidad electromagnética para inmunidad frente al ruido y emisiones de radiofrecuencia.
• Seguridad Funcional ISO26262 ASIL-B como botones mecánicos de seguridad crítica que pasan a ser un botón virtual en la pantalla táctil.
Durante los últimos años, la mayoría de los fabricantes de pantallas LCD han integrado la funcionalidad multitáctil en sus pantallas por medio de las tecnologías “on-cell” o “in-cell”. Dado que la tecnología OLED emplea una capa con un cátodo de baja impedancia encima de los píxeles, sólo se utiliza una estructura “on-cell”. Como resultado de ello, todos los principales fabricantes de OLED para automóviles han desarrollado, o están desarrollando, este tipo de diseño porque permite disponer de pantallas OLED táctiles más finas, ligeras y flexibles.

Figura 1: Capas de una pantalla OLED táctil con tecnología “on-cell” para el automóvil.

Si bien el uso de la tecnología “on-cell” permite que las pantallas OLED sean más finas, también genera nuevas dificultades al controlador de la pantalla táctil. Esto ocurre porque los electrodos táctiles están más cerca de la capa del cátodo y de los píxeles de la pantalla (ver Figura 1: Capas de una pantalla OLED táctil con tecnología "on-cell). En los diseños “on-cell”, los electrodos táctiles ahora tienen una carga capacitiva más alta respecto a tierra. Aunque los niveles de la capacidad táctil del dedo no cambiaran, la se sensibilidad del toque dactilar se ve degradada.
Pensemos en este ejemplo para visualizar la dificultad: con la tecnología de las antiguas pantallas, la detección de la capacidad táctil de un dedo es como medir el cambio en los niveles de agua cuando se añade un vaso a un cubo pequeño. En cambio, con la fina estructura OLED “on-cell”, el proceso ahora es comparable a medir el mismo cambio ¡en una bañera llena!
Controlador táctil
El ruido electromagnético generado por la conmutación del píxel, junto con su acoplamiento más intenso con los electrodos táctiles, aumenta el riesgo de detección táctil falsa o perdida.
Estas dificultades hacen que sea primordial seleccionar una tecnología del controlador de pantalla táctil que proporcione una alta capacidad de detección de señal frente al ruido (SNR). El controlador de la pantalla táctil debe incorporar:
• Técnicas de control y detección adaptadas a la elevada carga del sensor táctil OLED “on-cell”.
• Potentes técnicas de cancelación de ruido.
• Procesamiento rápido y eficiente de la señal para alcanzar tasas elevadas de detección táctil y una latencia reducida al primer toque.
Visualización con un aspecto y un tacto de alta tecnología
La capacidad de las pantallas OLED de ofrecer una visualización de alta calidad, un fondo negro puro, mejor eficiencia energética y un panel ligero y curvado crea un producto final que atraerá a los compradores modernos e influirá positivamente sobre sus decisiones.
La experiencia táctil también debe estar libre de fallos para el usuario pese a las dificultades técnicas inducidas por la fina tecnología OLED “on-cell” en el automóvil. Los controladores de pantalla táctil maXTouch® de Microchip no sólo se basan en una tecnología probada para una detección multitáctil rápida, exacta y hermética, incluso a través de guantes, sino que también ofrece una excelente flexibilidad para encajar con la estética aplicada en los diseños de los automóviles. La nueva generación M1 de controladores de pantalla táctil maXTouch proporciona nuevos mecanismos de control y detección junto con procesamiento avanzado de señal para asegurar un funcionamiento táctil rápido, fiable y seguro en las nuevas pantallas OLED de los automóviles.
Referencias
[1] https://displaydaily.com/automotive-display-market-set-for-robust-growth-with-oleds-taking-center-stage/