車用顯示器蓋上功夫 3D曲面玻璃打天下

工研院「車載3D曲面儀表玻璃量測技術」，採用運動平臺搭配雷射光學深度感測器，可依據玻璃的尺寸彈性化的擷取表面輪廓資料，每一片曲面玻璃的量測時間僅需3分鐘。圖／工研院提供

工研院車載3D曲面儀表玻璃量測技術

拜互聯網、物聯網及自駕技術的迅速發展，車用顯示器（俗稱液晶面板）的資通訊整合力，正引領汽車產業邁入智慧座艙時代。在車用顯示器市場蓬勃發展之際，保護車用顯示器的3D曲面玻璃蓋板，全球需求看俏、百家爭鳴，若是能夠提高出貨速度與確保良率，將能夠搶佔市場先機。

智慧座艙的發展走向寬螢幕以及多螢幕整合，一臺汽車內可能配置2至3片的車用顯示器。日本矢野經濟研究所預估，2021年全球車用顯示器出貨量約1.45億片，年增8.5％，逐年遞增至2027年將突破2億片，帶動車用3D曲面玻璃蓋板的需求。

臺灣身爲全球前三大面板王國，在車用顯示器市場上也有高達25％的市佔率，相當於路上每四臺汽車，就有一臺是MIT的顯示器。因此，面板雙虎友達、羣創早已在車用3D曲面玻璃蓋板的市場整裝備戰；同時，電子大廠鴻海、自動化工程大廠盟立自動化也在去年起相繼投入生產。

製程設計要求挑戰更大

相較於手機上的曲面玻璃蓋板，車用3D曲面玻璃蓋板的製程設計要求挑戰更大。第一，配合汽車座艙的內裝設計與操作配置，車用3D曲面玻璃蓋板的尺寸大且一體成形，玻璃需要經過精準地成形加工後，才能完美貼合在車用顯示器的曲面螢幕上，讓觸控功能與視覺呈現精準發揮。第二，基於安全考量，汽車座艙內的裝置需通過頭撞測試規範，因此，3D曲面玻璃蓋板的貼合技術及玻璃材質的要求，對業者來說也是一大考驗。

正所謂「失之毫釐，差之千里」，生產線的成品品質，必須仰賴精良的量測技術來把關。現有的3D曲面玻璃蓋板檢測方式需要先透過人工噴粉，解決玻璃的透光性問題後再進行視覺檢測，繁複的品檢流程，使得每一片3D曲面玻璃需耗時60分鐘，一天最多也只能量測24片成品，無法確保每一片成品的出貨品質。

因應未來市場大量生產的需求，經濟部技術處去年透過研發專案，支持盟立開發車用曲面玻璃蓋板製程設備，並由工研院協助開發獨家「車載3D曲面儀表玻璃量測技術」，將檢測速度從每小時1片，大幅提升至每小時20片，搭配盟立後段製程的曲面玻璃貼合技術，可提供國內業者完整的生產方案。

確保100％出貨良率

「車載3D曲面儀表玻璃量測技術」採用運動平臺搭配雷射光學深度感測器，可依據玻璃的尺寸彈性化的擷取表面輪廓資料，每一片曲面玻璃的量測時間僅需3分鐘，超快的量測速度不僅可匹配產能，確保100％的出貨良率，相較現有的視覺檢測方案，更可節省10％的設備建置成本。

這項技術研發成果已在今年7月由工研院公開發表，對於佈局車用3D曲面玻璃市場的廠商，無疑是一大佳音。工研院也透露，正持續精進此技術發展，未來可望導入AI人工智慧、優化製程參數，進一步提升生產線產能，幫助廠商進軍全球市場。

此外，這項雷射3D量測技術，也已被應用在汽車鋁圈的智慧產線上，工研院與國內機械業大廠遠東機械合作，在鋁圈加工產線的機械手臂上導入「3D輪廓量測系統」，透過雷射高速打點取樣以及3D點雲演算技術，即可在機械手臂加工完成後，直接於線上檢測工件，改善過去需將工件一個個搬運至檢測室的不便，檢測效率也大幅提升10倍。

全球汽車產業近年正進行多樣化的革新，包括能源轉化方式、駕駛模式改變，以及智慧座艙逐漸普及，持續帶動顯示器、晶片、零組件等車用周邊商機，工研院的雷射3D量測技術經過一次又一次與不同廠商合作，搭配溫控技術，客製化打造能適應不同檢測物件的運動平臺，提供高效率的線上品檢技術，似乎也正逐漸展現搶進車用市場的無窮潛力。