作者：汪楊剛 海微科技
Tesla Model 3自2017年發佈以來，其簡潔的內飾、強勁的動力及日趨成熟的AutoPilot，長期佔據著各大汽車媒體的頭條，2020年上半年全球銷量達到14.萬臺，6月上海工廠的交付數量為14,954臺，北上深三城的單一車型銷量更是碾壓所有汽車品牌。 Model 3的駕艙設計取消了儀表，改用一塊15.4寸大屏完成所有行車信息顯示及用戶交互，屏幕的左上角區域承擔了儀表的功能，因此，這塊屏幕的呈現效果，很大程度上決定了整車的人機交互體驗。我們從海外渠道拿到一塊Model 3的顯示屏總成（Model Y為同一零件），通過對它進行深度拆解，來了解這塊屏幕背後的設計細節。
01 Model 3 座艙設計概覽
Model 3的駕艙設計取消了儀表，改用一塊15.4寸大屏完成所有行車信息顯示及用戶交互，屏幕的左上角區域承擔了儀表的功能，因此，這塊屏幕的呈現效果，很大程度上決定了整車的人機交互體驗。我們從海外渠道拿到一塊Model 3的顯示屏總成（Model Y為同一零件），通過對它進行深度拆解，來了解這塊屏幕背後的設計細節。
圖1 正視圖
圖2 背部細節
圖3 側面細節
Model 3顯示屏的設計採用了極簡方式，整個產品只有兩個子零件：顯示屏模組、鎂鋁合金後殼。顯示屏將用於視頻傳輸的邏輯板與用於顯示驅動的T-CON板集成在一起，通過粘接的方式固定在屏幕背面，另外，在顯示屏邊緣採用2.5~4.5mm的泡棉膠與鎂鋁合金後殼進行粘接固定（如圖4）。同時，我們從網上也獲取到了另外一張圖（如圖5），顯示屏與後殼不僅進行了邊緣粘接，內部還通過熱熔膠進行了點膠加固。不知是Tesla發現僅用泡棉膠固定不牢靠，修改了設計，還是經過優化設計，去掉了熱熔膠的工藝，留待後續求證。
圖4 實物拆解圖
圖5 顯示屏點膠圖
接下來，我們將會從產品尺寸、光學參數、硬件方案、製造方案等方面進行一一分析，瞭解設計的細節。
1）產品尺寸
圖6 側視圖
通過對顯示屏進行拆解測量，其外形尺寸如下：
邊框尺寸及粘接數據如下：
2）結構設計
後殼採用鎂鋁合金材質，牌號AZ91D，通過澆鑄工藝一體式成型，內部通過蜂窩狀結構進行強度加強，外部採用表面噴塗工藝，呈現磨砂質感的銀灰色表面效果。
圖7 後殼內部細節
後殼四邊分別設計粘接區域，通過Tape膠帶與顯示屏進行粘接固定。根據拆解的數據，其四邊粘接寬度為2.5mm~4.5mm。由於屏幕與後殼未通過點膠或螺絲鎖附等其他方式固定，因此Tape膠的粘著力至關重要。在Tape膠帶的選型以及屏幕與後殼的組裝工藝上，也有著非常嚴格的要求。
圖8 Tape膠帶局部細節
02Model 3 顯示屏細節
3）光學參數
顯示屏是LG Display為特斯拉定製開發的一塊15.4寸a-Si IPS顯示屏，其主要光學參數如下：
車載Full-HD顯示屏的常見分辨率為1920*1080（長寬比16:9），Model 3特意在屏幕底部增加了120像素，用於其空調信息和快捷按鈕的常駐顯示，因此其整體分辨率為1920*1200（長寬比16:10）。根據尺寸及分辨率，計算屏幕PPI為147（作為對比，蔚來ES6/ES8中控屏PPI高達188），因此細看其UI細節，存在肉眼可見的像素顆粒，即無法滿足業內提出的Retina標準（綜合車內視距考量PPI>180可滿足Retina）。
圖9 常駐信息顯示
屏幕採用側入式背光，由於結構設計空間所限，並沒有進行非常好的散熱設計，雖然亮度只有800nit，但在24w的整體功耗下，其屏幕表面溫升並不理想，即使開啟車內空調，工作半小時後的屏幕表面仍然“發燙”，這對於觸屏應用來說是一個設計缺陷。
觸摸方案採用OGS（One Glass Solution）工藝，OGS觸摸屏是在保護玻璃上直接形成ITO導電膜及觸摸傳感器。採用OGS方案，提高了屏幕透光度，減小屏幕厚度，減輕屏幕重量，同時又降低了產品成本。由於OGS是將觸摸電路集成在Cover Lens表面，一旦玻璃受損則觸摸功能無法使用，因此在消費電子領域已經被製程更先進、光學效果更好的Oncell Touch/Incell Touch所替代。對比蔚來汽車ES6/ES8的中控屏在2019年5月即採用了Oncell Touch技術，而2020年發佈的領克0512.8寸顯示屏則採用Incell Touch的方案。
圖10 常用觸控方案對比
屏幕的對比度高達1450:1，NTSC色域為88%。這兩個參數決定了屏幕的明暗細節及色彩還原性，在側發光類LCD中，這樣的參數已經非常優秀。如果要進一步提升屏幕的表現力，則需要更換更先進的顯示方案，如直下式背光、量子點BLU或者OLED了。
4）電子設計
顯示屏電子部分採用高度集成方案，T-CON板集成了視頻解串功能，ADU主機輸出視頻可直接轉換成屏幕LVDS信號進行顯示驅動，具體分解如下：
圖11 顯示屏PCBA
上圖對應的各芯片型號如下表所示，根據分解，顯示屏PCBA上選用的所有物料均為滿足車規(AEC-Q)標準的器件：
圖12 顯示屏關鍵器件清單
5）製造方案
基於其極簡的結構設計，Model 3顯示屏的組裝也極為簡單，關鍵工序主要是屏幕的全貼合及屏幕與後殼的壓合，具體工藝步驟分解如下：
圖13 顯示屏製造工藝分解
顯示屏的貼合採用OCA（Optical Clear Adhesive）光學全貼合，OCA是一層無基材光學透明的特種雙面膠，屬於壓敏膠的一類。材料本身無色透明、光透過率高、膠結強度好，可在室溫或中溫下固化，且有固化收縮小等特點。
圖14 OCA全貼合流程
顯示屏與鎂鋁合金後殼之前的唯一固定僅為Tape膠帶，且寬度僅為2.5mm~4.5mm，因此屏幕與後蓋的壓合工藝至關重要，壓合力、保壓時間等，都需要根據Tape膠帶的物性表進行計算，才能發揮膠帶的最大粘著力，確保屏幕在各種惡劣的工況下都不會脫落。
6）供應鏈
根據拆解分析，Model 3顯示屏的供應鏈相對比較簡單，羅列如下：
圖15 顯示屏供應鏈
小結： Model 3自發布以來，一直是市場的焦點。其顯示屏的設計方案，也被眾多廠家拿來對比與參考。雖然在當下看來，Model 3顯示屏的邊框、厚度等，已經難說有多大的優勢，但其極簡的設計理念、懸浮式的佈置方案、一體式的結構設計，仍然值得我們學習。他山之石可以攻玉，學習其優秀的設計，改進其存在的侷限，最終為客戶呈現優秀、創新、領先的產品，始終是海微科技的目標。
