Pourquoi les écrans LCD ronds coûtent plus cher : Un guide pour les OEM

Alors que la technologie des écrans continue d'évoluer, les fabricants délaissent les écrans plats et rectangulaires au profit d'écrans LCD ronds et innovants, également connus sous le nom d'écrans circulaires. Bien qu'ils soient esthétiquement attrayants et ergonomiquement prometteurs, les écrans LCD ronds s'accompagnent d'un surcoût notable par rapport aux écrans rectangulaires traditionnels.

Un écran LCD rond peut coûter plus cher qu’un module rectangulaire comparable, mais la forme seule n’explique pas la différence. Le devis reflète le parcours complet du produit : disponibilité d’un module existant, formation de la zone active et de la vitre de protection, nécessité d’un écran tactile, interface et plateforme de contrôleur utilisées, ainsi que l’ampleur des adaptations mécaniques ou du firmware nécessaires au projet.

Il n’existe pas de pourcentage universel fiable pour la prime de prix. Un écran TFT LCD rond de catalogue utilisé avec son interface et sa structure mécanique existantes peut être relativement simple. Un projet nécessitant une lentille de protection, un empilement tactile, un FPC, un rétroéclairage, une carte contrôleur, une configuration du firmware ou un boîtier différents aura une structure de coût distincte.

Pour un acheteur OEM, la question utile n’est pas simplement : “ Pourquoi un écran rond est-il cher ? ” mais : “ Quelles parties de notre système d’écran rond proposé génèrent des coûts, et quelles exigences peuvent être alignées sur une plateforme existante ? ”

La réponse courte : le coût d’un écran LCD rond est un coût système

Un écran rectangulaire bénéficie d’un large éventail de tailles de modules, d’interfaces, d’options tactiles, de boîtiers, de cartes contrôleurs et d’exemples logiciels établis. Les écrans ronds desservent un ensemble plus restreint de formats de produits, de sorte que la combinaison exacte requise par un OEM peut être disponible dans moins de configurations standard.

Cette différence peut affecter quatre parties du budget du projet :

Domaine budgétaireCe qu’il inclutPourquoi c'est important
Coût du moduleCellule LCD, rétroéclairage, circuit intégré pilote, FPC, cadre et tests standardLa disponibilité et l’échelle de production varient selon le modèle
Coût de personnalisationVitre de protection, tactile, rétroéclairage, FPC, connecteur, interface ou coordination mécaniqueLes pièces non standard peuvent nécessiter de l’ingénierie et de l’outillage
Coût d’intégrationCarte contrôleur, routage PCB, initialisation, pilotes, travail sur l’interface utilisateur et mappage tactileUn prix de module inférieur ne compense pas une architecture système incompatible
Risque de productionQualification, assemblage, continuité d’approvisionnement, contrôle des révisions et planification de remplacementLes modifications tardives de conception peuvent coûter plus cher que la différence initiale de l’écran

Définir d’abord ce que “ rond ” signifie

Les descriptions de produits utilisent souvent “ écran rond ” pour plusieurs structures différentes. L’image active peut être circulaire tandis que le verre LCD, le boîtier du rétroéclairage ou le contour du module reste approximativement carré. Un autre produit peut utiliser une vitre de protection circulaire sur un écran rectangulaire. Ces structures ne sont pas équivalentes mécaniquement ou économiquement.

Avant de comparer les devis, distinguez entre :

  • Zone active : la zone de pixels qui génère l’image
  • Zone de visualisation : la partie visible à travers le cadre ou la vitre de protection
  • Contour du verre LCD : les dimensions physiques de la cellule
  • Contour du module : les dimensions complètes du rétroéclairage et du cadre
  • Contour de la vitre de protection : la forme externe de la lentille vue par l’utilisateur
  • Zone tactile active : la zone dans laquelle l’entrée tactile est détectée

Une lentille de protection circulaire ne signifie pas automatiquement que la cellule LCD a un contour circulaire. De même, une matrice de pixels carrée de 480 × 480 ou 1080 × 1080 ne prouve pas que chaque coin est visible. Le dessin mécanique doit identifier la zone active réelle, la zone de visualisation, le contour du module, l’emplacement du FPC et les contraintes de montage.

Facteur de coût 1 : disponibilité des modules existants

La voie la moins risquée consiste généralement à commencer par un module LCD rond existant dont la taille, la résolution, l’interface, la luminosité et la structure mécanique sont déjà raisonnablement proches des exigences du produit.

La catégorie actuelle d'affichages barre de RJY Display catégorie d’écran rond illustre pourquoi le modèle exact est important. La gamme publiée comprend différents diamètres, résolutions, niveaux de luminosité, configurations tactiles et interfaces, plutôt qu’un seul standard d’écran rond interchangeable.[1]

Parcours produit publiéRésolution publiéeInterface publiéeUtilisation technique de l’exemple
Écran LCD TFT rond de 2,8 pouces480 × 480RVB + SPIÉvaluation compacte pour microcontrôleur ou écran embarqué
Écran LCD TFT tactile rond de 4 pouces720 × 720RVBÉvaluation d’IHM tactile
Écran LCD TFT rond de 7 pouces1080 × 1080LVDSÉvaluation d’IHM embarquée ou d’équipement plus grand
Écran LCD rond de 8 pouces1080 × 1080MIPIÉvaluation basée sur processeur d’application avec interface MIPI

Ces exemples doivent être considérés comme des points de départ, et non comme une preuve de compatibilité. La fiche technique actuelle, la définition des broches, le circuit intégré pilote, le timing, les exigences d’alimentation, la configuration tactile et le dessin mécanique doivent encore être examinés avant l’échantillonnage.

Facteur de coût 2 : disposition des panneaux et échelle de production

La fabrication des écrans plats commence par de grands substrats en verre et des dispositions de panneaux soigneusement planifiées. La description par Corning de son installation de verre LCD Gen 10.5 note que les dimensions du substrat ont été choisies pour fournir des découpes économiques pour des formats spécifiques de grands téléviseurs, illustrant comment la disposition du substrat et l’échelle de production reproductible affectent l’économie des écrans.[2]

Cela ne signifie pas que chaque écran rond est simplement découpé dans un panneau rectangulaire fini, ni ne justifie un pourcentage fixe d'utilisation du verre pour chaque module rond. La structure réelle dépend de la conception du panneau et du processus de fabrication.

L'implication pratique pour l'achat est plus simple : une plateforme d'affichage produite de manière répétée pour plusieurs clients a généralement une structure de coûts différente d'une plateforme à faible volume nécessitant des masques, composants, outillages ou processus d'assemblage uniques. Le fournisseur doit confirmer si l'affichage proposé est un produit existant, un produit existant avec des modifications périphériques, ou une demande nécessitant une plateforme sensiblement nouvelle.

Facteur de coût 3 : intégration de l’écran tactile et de la vitre de protection

Le coût du tactile dépend de plus que la simple mention “ tactile capacitif ” dans le devis. Une interface utilisateur ronde peut nécessiter une coordination entre la géométrie du capteur, le contrôleur tactile, le contour du verre de protection, la bordure imprimée, l'empilement de collage, la sortie du FPC, l'ouverture du boîtier et le système de coordonnées tactiles.

Les électrodes tactiles peuvent utiliser différentes formes. Le guide de conception tactile capacitif de Microchip note que les électrodes rondes et rectangulaires sont courantes et que d'autres formes peuvent être utilisées lorsqu'une surface de contact suffisante est maintenue.[3] Dans un écran tactile fini, cependant, la disposition du capteur et la configuration du contrôleur doivent encore être évaluées pour la taille réelle de l'écran, la structure du verre, l'environnement électrique et l'interaction utilisateur.

Exigence tactileEffet de coût possibleQuestion de maîtrise des coûts
Option tactile standard pour un module existantUtilise une combinaison affichage-tactile établieLe contour tactile standard et le FPC peuvent-ils être conservés ?
Un verre de protection personnaliséPeut ajouter une révision des dessins, des travaux graphiques, de l'outillage et une validation des échantillonsLe boîtier peut-il accepter un contour de verre de protection existant ?
Zone active tactile différentePeut nécessiter une réévaluation du capteur et du contrôleurUne interaction sur tout le bord est-elle nécessaire, ou les commandes peuvent-elles rester dans une zone de sécurité ?
Lentille plus épaisse ou conditions de fonctionnement inhabituellesPeut nécessiter un réglage tactile et des tests systèmeQuelle épaisseur de lentille et quelles conditions d'utilisation réelles doivent être supportées ?

La communication tactile doit également être traitée séparément de l'interface vidéo de l'affichage. Un affichage peut utiliser RGB, LVDS ou MIPI tandis que le contrôleur tactile communique avec l'hôte via I2C, USB ou un autre chemin pris en charge.

Facteur de coût 4 : résolution, interface et plateforme hôte

Une résolution plus élevée peut augmenter les exigences en matière de traitement des pixels, de mémoire, de bande passante d'interface et de logiciel, mais la résolution seule ne détermine pas le devis final. Le processeur hôte doit générer un format qui correspond au timing et à l'interface LCD.

Route d'interfaceConsidération système typiqueCe qui doit être confirmé
SPINombre de broches plus faible pour les systèmes MCU compacts et les graphismes plus simplesExigence de mise à jour d'image, support du pilote, format de pixel et initialisation
RVBConnexion d'affichage parallèle directeNombre de broches, timing, routage PCB, tampon d'image et support du contrôleur
LVDSCourant dans les systèmes d'affichage intégrés plus grandsConfiguration des canaux, mappage, tension, timing et définition du connecteur
MIPI DSIConnexion série haute vitesse pour processeurs compatibles et systèmes pontNombre de voies, timing, mode, initialisation, séquence d'alimentation et support du firmware
Chemin de la carte contrôleurConvertit ou gère une sortie hôte pour un panneau pris en chargeCompatibilité exacte du panneau, firmware, chemin tactile, rétroéclairage et mode d'entrée

L'intégration MIPI DSI démontre pourquoi les seules étiquettes d'interface sont insuffisantes. La note d'application de NXP pour un système d'affichage DSI inclut la configuration de l'alimentation du panneau, la réinitialisation, les GPIO du rétroéclairage, les paramètres de timing, la polarité du signal et l'hôte DSI — pas seulement la connexion des voies de données.[4]

Si un module rond existant correspond déjà à la sortie du processeur, le projet peut éviter un pont ou un contrôleur supplémentaire. Si ce n'est pas le cas, comparez le coût du changement d'affichage, du changement de plateforme hôte, ou de l'ajout d'un chemin de carte contrôleur approprié. Le module le moins cher n'est pas nécessairement le système le moins cher.

Facteur de coût 5 : interface utilisateur circulaire et travail sur le firmware

Un tampon d'image de résolution carrée peut toujours piloter une interface visible circulaire, mais l'interface utilisateur doit être conçue autour de la zone visible réelle. Le texte, les indicateurs d'état, les cibles tactiles, les avertissements et les commandes de navigation ne doivent pas être placés dans des zones de coin rognées ou inaccessibles.

Les frameworks graphiques embarqués peuvent prendre en charge de nombreux processeurs et types d'affichage. LVGL, par exemple, décrit sa bibliothèque graphique comme indépendante du matériel et adaptée aux systèmes d'affichage basés sur MCU et MPU.[5] Cette portabilité n'achève pas automatiquement la conception de l'écran rond. L'équipe produit doit encore valider :

  • La limite circulaire visible et la zone de sécurité de l'interface utilisateur
  • Le mappage des coordonnées tactiles et la saisie rejetée dans les coins
  • La rotation et l'orientation de l'écran
  • Les exigences de tampon d'image et de mémoire
  • L'initialisation de l'affichage et le comportement en veille
  • Les graphismes de démarrage, les pilotes du système d'exploitation et la disposition de l'application

La réutilisation d'un pilote et d'un chemin d'initialisation existants réduit généralement le travail d'ingénierie. Demander un circuit intégré de pilote d'affichage, une interface, une orientation ou une intégration de système d'exploitation différents peut modifier la portée du firmware et doit être discuté avant que le devis ne soit considéré comme complet.

Facteur de coût 6 : rétroéclairage et exigences optiques

La luminosité doit être sélectionnée pour l'environnement de visualisation réel plutôt que maximisée par défaut. L'augmentation de la luminosité peut affecter la sélection des LED, la puissance du rétroéclairage, le comportement thermique, la ventilation du boîtier et le budget énergétique du système.

Pour l'évaluation des coûts, définissez si l'affichage sera utilisé à l'intérieur, près d'une lumière ambiante forte, à l'extérieur, dans un dispositif lié à un véhicule, ou derrière un matériau de couverture supplémentaire. Spécifiez également les directions de visualisation requises et si l'affichage sera normalement vu directement ou depuis plusieurs positions.

Une configuration de rétroéclairage existante est normalement plus facile à évaluer qu'un nouvel objectif de luminosité. Lorsqu'un changement est nécessaire, le fournisseur doit l'examiner par rapport au module existant au lieu de supposer que n'importe quelle valeur de luminosité peut être produite sans conséquences électriques ou mécaniques.

Facteur de coût 7 : conception mécanique et assemblage

Les écrans ronds créent souvent un boîtier qui semble symétrique de face mais ne l'est pas à l'intérieur. Le FPC peut sortir d'un côté, le connecteur peut nécessiter une direction d'insertion définie, et le rétroéclairage ou le cadre peut s'étendre au-delà de la limite circulaire visible.

Le dessin mécanique doit être examiné pour :

  • Le contour et l'épaisseur du module
  • La position de la zone active et de la zone de visualisation
  • Le diamètre du verre de protection et la bordure
  • La direction, la longueur et la marge de pliage du FPC
  • La position du connecteur et l'accès pour l'assemblage
  • Les surfaces de support et les zones adhésives
  • Le dégagement autour du verre, des composants et du FPC
  • Les tolérances du boîtier et le processus d'assemblage prévu

Un module standard mécaniquement incompatible peut créer plus de dépenses de reconception qu'une solution semi-personnalisée soigneusement sélectionnée. La sélection de l'affichage et la conception du boîtier doivent donc être examinées ensemble avant que l'outillage pour le boîtier final ne soit libéré.

Standard, semi-personnalisé ou nouvelle plateforme ?

Voie de projetAppropriée lorsquePortée d'ingénierie relative
Module rond standard existantLe module correspond déjà à la taille, l'interface, la luminosité, le tactile et les exigences mécaniquesExamen de compatibilité et validation du système
Module existant avec personnalisationL'écran LCD central est adapté, mais le projet nécessite des modifications concernant le verre de protection, le tactile, le rétroéclairage, le FPC, la coordination d'interface, la carte contrôleur, le firmware ou la mécaniquePersonnalisation définie et validation des échantillons
Plateforme d'affichage sensiblement nouvelleAucun module existant ne peut satisfaire les exigences fondamentales de taille ou de panneauExamen beaucoup plus large de la faisabilité, de l'outillage, de la qualification, du volume et du cycle de vie

La voie de personnalisation pratique de RJY Display doit commencer par un module d'affichage existant. La personnalisation peut coordonner le verre de protection, le rétroéclairage, le panneau tactile, l'interface, le FPC, la carte contrôleur, le firmware et la structure mécanique autour de cette plateforme. Cela ne doit pas être interprété comme une promesse de créer un nouveau diamètre ou une nouvelle résolution LCD arbitraire à partir de zéro.

Comment réduire le coût d’un écran LCD rond sans affaiblir le produit

Choisir l'affichage avant de figer le boîtier

Si le boîtier est encore flexible, examiner les contours des modules disponibles et les directions du FPC avant de finaliser l'ouverture avant, l'emplacement du PCB et les supports internes. Concevoir autour d'un module éprouvé crée généralement plus d'options que de rechercher un affichage après que le boîtier soit fixé.

Séparer les fonctionnalités requises des fonctionnalités préférées

Définir quelles exigences sont obligatoires et lesquelles peuvent changer. Un diamètre actif spécifique peut être obligatoire, tandis que le diamètre extérieur du verre de protection, l'interface, l'objectif de luminosité ou la position du connecteur peuvent offrir une certaine flexibilité. Cette distinction aide les équipes d'ingénierie à comparer des plateformes viables plutôt qu'à les rejeter pour des différences non critiques.

Adapter la résolution à l'interface utilisateur et au processeur

Utiliser la résolution la plus basse qui supporte encore le texte, les graphiques, la distance de visualisation et l'expérience utilisateur requis. Calculateur de paramètres d'écran LCD TFT Peut fournir une estimation initiale du PPI et du pas de pixel, mais le résultat doit être vérifié avec les illustrations réelles de l'interface utilisateur et les conditions de visualisation.

Réutiliser une interface et un chemin logiciel établis

Si l'hôte supporte déjà une interface d'affichage et une architecture de pilote validée, prioriser les modules qui s'adaptent à ce chemin. Changer à la fois l'affichage et l'interface du processeur en même temps augmente le nombre de variables dans le débogage des échantillons.

Demander un devis au niveau du système

Une comparaison utile inclut le module LCD, l'option tactile, le verre de protection, la personnalisation requise, le besoin de carte contrôleur, la portée du firmware, le travail sur les échantillons et la quantité de production attendue. Comparer les prix des panneaux nus tout en ignorant la portée de l'intégration peut conduire à une décision d'achat trompeuse.

Quoi envoyer pour un devis d’écran LCD rond

Préparer les informations suivantes afin que le fournisseur puisse distinguer une demande de module standard d'un projet de personnalisation ou d'intégration :

  • Application cible et pays ou marché
  • Diamètre d'affichage préféré et plage acceptable
  • Résolution requise et exemples d'interface utilisateur
  • Processeur hôte, carte de contrôle ou source vidéo
  • Interfaces d'affichage préférées et disponibles
  • Exigence tactile et interface tactile côté hôte
  • Dessin du verre de protection ou ouverture du boîtier
  • Luminosité et environnement de visualisation
  • Direction du FPC et contraintes du connecteur
  • Environnement de fonctionnement et de stockage
  • Exigences du firmware ou du système d'exploitation
  • Quantité de prototypes, demande annuelle prévue et stade du projet

Si un produit existant est remplacé, inclure le modèle d'affichage d'origine, la fiche technique, le dessin mécanique, la définition des broches, le code d'initialisation et les photographies de l'ensemble installé.

Demander une analyse des coûts et de la compatibilité d’un écran LCD rond

RJY Display peut examiner une plateforme LCD ronde existante par rapport à vos exigences de taille, résolution, interface, tactile, verre de protection, rétroéclairage, FPC, carte contrôleur, firmware et mécanique. L'examen est basé sur le module réel et la documentation du projet, plutôt que sur une prime de prix générale pour tous les écrans ronds.

Parcourir les modules LCD ronds actuels ou Envoyer les exigences de votre projet pour un examen technique.

FAQ

Les écrans LCD ronds sont-ils toujours plus chers que les écrans rectangulaires ?

Non. Le prix dépend du module exact, de la disponibilité, de la taille, de la résolution, de l'interface, de la configuration tactile, de la luminosité, de la portée de la personnalisation, du volume de commande et du travail d'intégration. Un module rond existant dans le catalogue peut être plus économique qu'un module rectangulaire nécessitant une adaptation mécanique ou électronique extensive.

Un verre de protection circulaire est-il identique à un écran LCD véritablement rond ?

Non. Un verre de protection circulaire peut être placé sur une structure d'affichage rectangulaire ou carrée. Confirmer la zone active LCD, la zone de visualisation, le contour du verre, le contour du module et le contour du verre de protection séparément à partir du dessin mécanique.

RJY peut-il créer n'importe quelle taille d'écran LCD rond personnalisé à partir de zéro ?

Non. L'approche de personnalisation pratique de RJY commence à partir d'un module d'affichage existant et coordonne des domaines tels que le verre de protection, le rétroéclairage, le tactile, l'interface, le FPC, la carte contrôleur, le firmware et la structure mécanique. La faisabilité dépend de la plateforme de module disponible et des exigences du projet.

Quels facteurs ont le plus grand impact sur un devis d'écran LCD rond ?

Les principaux facteurs sont la disponibilité du module, la taille et la résolution de l'affichage, les exigences tactiles et de verre de protection, la compatibilité de l'interface, les exigences de luminosité et de rétroéclairage, les modifications mécaniques, le travail sur le firmware, les exigences de la carte contrôleur, la portée de la qualification et le volume de production attendu.

Un écran LCD rond de résolution plus élevée coûte-t-il toujours plus cher ?

Pas toujours. La résolution peut affecter le panneau, l'interface, la mémoire, le processeur et les exigences logicielles, mais la disponibilité du produit et la portée de l'intégration comptent également. Un module de résolution plus élevée largement disponible peut être plus pratique qu'un module de résolution inférieure nécessitant une personnalisation extensive.

Quelles informations dois-je fournir pour un devis d'écran LCD rond ?

Fournir la taille cible, la résolution, l'application, le processeur hôte ou la carte de contrôle, l'interface, l'exigence tactile, le dessin du verre de protection ou du boîtier, la luminosité et l'environnement, les contraintes du FPC, les exigences du firmware, la quantité de prototypes, la demande annuelle prévue et le calendrier du projet.

Références

  1. RJY Display, “ Round Display. ” https://rjydisplay.com/round-display/
  2. Corning Incorporated, “ La plus grande usine de verre LCD au monde ouvre en Chine. ” https://www.corning.com/worldwide/en/about-us/news-events/news-releases/2018/05/corning-opens-worlds-largest-lcd-glass-substrate-facility-in-china.html
  3. Microchip Technology, “ AN2934 : Guide de conception de capteurs tactiles capacitifs. ” https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/TXFG/ApplicationNotes/ApplicationNotes/Capacitive-Touch-Sensor-Design-Guide-DS00002934-B.pdf
  4. NXP Semiconductors, “ AN12940 : Cas d'utilisation du système d'affichage LCD RT1170 basé sur MIPI DSI. ” https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN12940.pdf
  5. LVGL, “ Documentation LVGL. ” https://lvgl.io/docs/open/

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