10 Jun. 2026
機構開孔不能動、認證不能重跑 ——
但我們希望顯示品質能往上拉一個等級
這是許多海事設備 PM 在面對核心 LCD 模組停產 (EOL) 時,最渴望卻也最難實現的目標。近期,我們協助一家國際海事導航設備商,解決了旗下 7 吋船用顯示終端的換料難題。
在海事與國防領域,任何機構改動都意味著數十萬元的測試費用與長達半年的認證週期。本文將分享這個真實案例:我們如何在不更動機構件的嚴苛限制下,導入防水觸控與三防塗層 (Conformal Coating) 技術,不僅解決了停產危機,更全面優化了產品在極端環境下的操作體驗。
為什麼海事顯示模組 (Marine Display) 中期升級比重新設計更難?
許多人直覺認為,換一個顯示模組只是料號替換,找一顆尺寸相容的 LCD 換上去就好。但對於一款已通過 IEC 60945(海事設備電磁相容標準)認證的產品而言,任何牽涉電氣特性、結構或介面的改動,都可能觸發重新認證——意味著數十萬元的測試費用與 6 至 12 個月的時間成本。
因此,這次升級的遊戲規則是:
| 限制條件 | 說明 |
|---|---|
| 機構開孔尺寸 | 固定,不可更動 |
| 安裝深度(Z 軸) | 不可超過原有機構深度 |
| 介面規格 | 需與原有主板相容 |
| 認證重跑風險 | 必須最小化 |
| 升級目標 | 顯示品質↑、操作體驗↑、長期供應穩定↑ |
痛點 1|鹽霧腐蝕——看不見的慢性殺手
船艙環境中,鹽霧(Salt Fog)是電子設備的頭號天敵。鹽分會滲透進 PCB 的細微縫隙,造成電路短路或接點氧化。原有產品的 PCB 雖有基礎防護,但在長時間高濕鹽霧環境下,仍出現過觸控訊號不穩定的案例。
對應解法
矽膠或丙烯酸塗層,厚度控制在 25-35 µm,
並進行充分的觸控感應相容性驗證。
💡 延伸技術解析:
深入了解如何從設計源頭解決
船用觸控面板最常見的 3 種失效模式:鹽霧、震動與濕氣,
掌握海事設備長效耐用的關鍵。
痛點 2|UV 老化——玻璃鍍膜的必要性
甲板上的顯示設備長期暴露在強烈紫外線下,若表面鍍膜不具備 UV 抵抗能力,不只會造成顯示色偏,更會讓觸控面板的 AR(抗反射)或 AG(防眩光)鍍膜加速劣化。
對應解法: 採用具備 UV 穩定性的強化玻璃鍍膜,在維持光學性能的同時,確保鍍膜在長達數年的戶外使用後仍不脫落、不變色。搭配抗衝擊玻璃觸控解決方案,整體面板的環境耐受性得到全面強化。
痛點 3|夜間亮度不均——軟體同步調光的關鍵
客戶特別強調的問題:原有產品在夜間低亮度模式下,顯示畫面的邊緣與中心存在明顯的亮度不均現象(Backlight Uniformity 不佳),在黑暗的駕駛艙中格外刺眼,影響值班人員的夜視適應。
對應解法
並針對海事場景新增夜間模式——在低亮度區間採用更細緻的分級,
使亮度從 100% 降至 1% 的過程更為線性平滑, 徹底解決夜間亮度跳變的問題。
痛點 4|極端溫度——加熱與散熱的雙向設計
北歐海域的冬季氣溫可低至 -20°C,而機房設備艙在夏季又可能超過 50°C。LCD 面板在低溫下響應速度會顯著下降,甚至出現殘影;高溫則會加速背光衰減。
對應解法
同時在模組結構設計上預留散熱導流通道, 確保高溫環境下的熱管理效能。
痛點 5|手套操作與海水潑濺——觸控靈敏度的平衡難題
船員在惡劣天氣下往往需要戴著厚手套操作設備,同時甲板上的海浪潑濺也會讓面板表面長時間處於潮濕狀態。這兩種情境對觸控靈敏度的需求恰好相反:
-
厚手套操作 → 需要更高的觸控感應靈敏度
-
水膜干擾 → 需要更強的雜訊過濾能力,避免誤觸
對應解法
在提升手套感應靈敏度的同時,強化水膜識別與過濾邏輯,
實現兩者的動態平衡。技術細節可參考厚手套與潮濕環境觸控解決方案。
從實體按鍵到 TiSD 全平面整合:突破傳統海事顯示器的結構困境
客戶提出了一個原本不在 RFQ 範圍內的想法:
我們想要消費性電子那種全平面的設計感。但我們的產品有實體旋鈕和按鍵,這條路走得通嗎?
傳統設計的結構困境
原有產品採用的是顯示模組+獨立觸控面板+實體按鍵的三層疊加結構。這種設計雖然可靠,但帶來了幾個問題:
其中最大的問題是氣隙(Air Gap)。傳統的觸控面板與 LCD 之間若存在空氣層,在強烈環境光(如甲板日照)下,光線會在氣隙中發生多次反射,導致畫面對比度大幅下降,可視性極差。
TiSD(Touch in Segment Display) 整合方案的突破
我們向客戶提出以 TiSD(Touch in Segment Display) 為核心的全平面方案。TiSD 的核心概念是:觸控功能直接整合於現有的 Segment Display 之上,無需額外增加獨立觸控感測層。
TiSD 的運作原理採用時間分割驅動(Time Sharing Driving/Scanning Scheme)——TiSD IC 在每個 Frame 週期內,交替執行顯示驅動與觸控掃描兩項任務:顯示期間(Display Period)負責驅動 SEG/COM 電極呈現畫面;觸控感應期間(Touch Sensing Period)則掃描 SEG ITO 層的電容變化,偵測觸控座標。兩者在同一個 Frame 內無縫切換,對使用者完全透明。
| 規格項目 | 數值 |
|---|---|
| 最大解析度 | 4 COM × 80 SEG |
| 最大觸控按鍵數 | 24 Keys(從 80 SEG 中分配) |
| 匯流排介面 | SPI / I²C |
| 外部電容需求 | 無需額外外部電容 |
| 厚蓋板玻璃支援 | ✅ 支援 |
| 厚手套操作支援 | ✅ 支援 |
| 潑水環境觸控 | ✅ 支援 |
與傳統分離式結構相比,TiSD 全平面整合方案帶來的改變如下
| 比較項目 | 傳統分離式結構 | TiSD 全平面整合方案 |
|---|---|---|
| 構造層數 | 3 層(CG + TP + LCD) | 2 層(CG + TiSD LCD) |
| 整體厚度 | 較厚(含氣隙) | 減薄約 1.2~1.5mm |
| 可視性(強光下) | 因氣隙反光,對比度低 | OCA 光學貼合消除氣隙,對比度提升 |
| 密封難度 | 多開孔,密封點多 | 全平面,IP 防護等級更易達成 |
| 觸控靈敏度 | 感測層距手指較遠 | 感測層更靠近表面,靈敏度提升 |
| EMI 抗干擾 | 獨立 TP 控制器,訊號路徑長 | 整合驅動,訊號路徑短,抗干擾能力更強 |
實體按鍵與旋鈕整合
至於客戶最擔心的實體旋鈕與按鍵,答案是:無需消失,而是重新整合。透過萬達光電的 Smart Knob & Button 嵌入式設計,旋鈕與按鍵可以直接固定於觸控面板表面,無需在 LCD 上額外開孔,同時保留機械式的觸覺回饋(Detent Feedback)。船員在戴手套、視線受限的情況下,仍能透過手感精準操作。
TiSD 創新整合技術,同系列還涵蓋旋鈕觸控等多種應用形式,完整介紹可參考:👉 創新技術應用
TCO 總持有成本分析:TiSD 全平面方案的長期商業效益
對客戶的 PM 而言,技術再好,最終都要回到一個問題:這筆錢花得值嗎?
TCO(總持有成本) 的角度整理對比
如何從 TCO 角度評估觸控模組供應商的長期價值,以及如何避免停產風險帶來的採購地雷,在這篇文章中有更完整的框架說明:👉 如何挑選觸控模組供應商?避開3大採購地雷
光學貼合 (Optical Bonding):被低估的強光可視性革命
在整個方案中,有一個技術細節常常被客戶忽略,卻是最終使用者感受最深的改變——光學貼合(Optical Bonding)。
傳統的空氣貼合(Air Bonding)在觸控面板與 LCD 之間保留了一層空氣,雖然成本較低,但在強光環境下,這層空氣會造成約 8% 的額外反射損失,讓畫面在陽光下幾乎看不清楚。
光學貼合使用 OCA(Optical Clear Adhesive)填充這個空間,將反射率從約 8% 降低至 1% 以下,同時帶來以下效益:
-
對比度提升約 2~3 倍(在 1000 lux 以上的強光環境下效果最顯著)
-
防塵防霧氣(密封結構杜絕冷凝水氣滲入)
-
抗震動(膠層吸收振動能量,延長 LCD 壽命)
對於一款需要在甲板強光與黑暗駕駛艙之間頻繁切換使用的海事顯示終端,光學貼合帶來的可視性提升,是任何亮度參數調整都無法替代的根本改善。
關於光學貼合在工業模組設計中的完整應用說明,可參考醫療級觸控顯示器 OEM 設計指南,其中的光學設計原則同樣適用於海事場景。
技術選型框架:如何對應海事顯示模組的升級需求?
每一個技術選擇的背後,都有對應的環境痛點作為依據。以下是我們面對這類需求時,經過反覆討論與驗證後沉澱出來的選型框架:
| 技術項目 | 建議規格 | 對應痛點 |
|---|---|---|
| 顯示尺寸 | 7 吋(與原機構完全相容) | 機構限制:開孔不可更動 |
| 觸控技術 | TiSD 整合式觸控,支援手套操作模式 | 厚手套操作、水膜干擾 |
| 貼合方式 | OCA 全光學貼合 | 強光可視性、震動結構強度 |
| 表面玻璃 | 化學強化玻璃,AG 防眩光鍍膜,UV 穩定處理 | UV 老化、甲板強光 |
| PCB 防護 | 三防塗層(Conformal Coating) | 鹽霧腐蝕、高濕環境 |
| 低溫方案 | 薄膜加熱層,-20°C 啟動 | 北歐海域極端低溫 |
| 調光設計 | 夜間模式 PWM 精細分級 | 駕駛艙夜間亮度不均 |
| 防護等級 | IP65(正面) | 海水潑濺、鹽霧滲入 |
| EMI 防護 | 符合 IEC 60945 要求 | 船艙電磁干擾環境 |
結語:框架是設計的起點
開孔不能動聽起來是一道牆,換個角度看,它是一個清晰的設計邊界——在這個邊界內,仍然有足夠的空間導入 TiSD 整合、光學貼合、三防塗層、夜間調光與手套觸控演算法。
這也是萬達光電在泛交通與海事應用領域持續深耕的核心價值:幫助客戶的產品,在最嚴苛的環境下,做到最好的使用者體驗。
如果您的產品也正面臨類似的中期升級挑戰,歡迎與我們的技術顧問團隊聯繫,從您的實際限制條件出發,一起找到最適合的解決路徑。
海事顯示模組中期升級技術指南
1.船用顯示模組面臨零件停產(EOL)時,有哪些升級方式可以不更動機構開孔?
當船用顯示模組的關鍵零件面臨 EOL(End of Life)停產,最常見的挑戰是原始機構設計已通過船級社認證,無法輕易更動開孔尺寸。此時最可行的升級路徑是以「同尺寸、新規格」為原則進行技術替換:在維持原有 7 吋開孔尺寸的前提下,導入 OCA 全光學貼合取代傳統空氣貼合、升級表面玻璃為化學強化玻璃並加入 AG 防眩光鍍膜,同時整合 TiSD 觸控技術以支援手套操作模式。這樣的中期升級策略,可在不重跑認證的條件下,大幅提升顯示終端的可視性、耐用性與操作體驗。
2.海事環境中,觸控面板需要符合哪些防護規格?
船舶駕駛艙與甲板環境對觸控面板的防護要求極為嚴苛,主要涵蓋以下幾個面向:
- 防護等級需達 IP65 以上,確保正面防水防塵
- 鹽霧防護方面,PCB 需施作三防塗層(Conformal Coating),防止鹽霧腐蝕導致電路失效
- 電磁相容性需符合 IEC 60945 規範,應對船艙內複雜的電磁干擾環境
- 低溫啟動方面,北歐海域作業的船舶需支援 -20°C 環境下的正常觸控響應,通常透過薄膜加熱層實現。
此外,強光可視性(高亮度背光搭配 AG 鍍膜)與夜間調光(PWM 精細分級)也是海事顯示模組不可忽略的設計要素。
3.TiSD 技術是什麼?為什麼適合用在海事或工業顯示模組?
TiSD(Touch in Segment Display)是一種將觸控感測功能整合進顯示模組結構的創新技術,由萬達光電自主開發。相較於傳統觸控面板需要獨立的觸控感測層疊加在顯示器上,TiSD 採用整合式設計,能有效降低模組整體厚度、減少層間反射,並提升全平面視覺效果。在海事與工業應用場景中,TiSD 特別適合的原因在於:它可搭配手套觸控演算法,支援操作人員穿戴厚手套進行操作;同時整合式結構減少了零件接合面,有助於提升在高震動、高濕度環境下的結構可靠性。
👉更多創新觸控整合技術可參考:創新技術應用
4.OCA 光學貼合與傳統空氣貼合相比,在海事應用上有什麼優勢?
在海事顯示模組的應用中,OCA(Optical Clear Adhesive)全光學貼合相較於傳統空氣貼合具備三項關鍵優勢:
- 強光可視性大幅提升——空氣貼合因介面存在空氣層,會產生約 8% 的額外反射損失,在甲板強光環境下嚴重影響畫面辨識;OCA 貼合消除空氣層後,透光率可提升至 95% 以上。
- 結構強度更佳——OCA 膠層填滿顯示器與保護玻璃之間的空間,使整體模組在船舶震動與衝擊環境下更不易分層或破裂。
- 防霧氣滲入——傳統空氣貼合的氣隙容易因溫差產生內部結霧,OCA 貼合則從根本上消除這個問題,特別適合海上高濕度環境。
5.如何評估一個觸控顯示模組供應商是否適合海事或軍規等高可靠性應用?
選擇適合海事、軍規或工業高可靠性應用的觸控顯示模組供應商,建議從以下幾個維度評估:
- 技術整合能力——供應商是否能同時處理觸控、顯示、光學貼合與機構設計,而非僅提供單一零件
- 環境測試規格——是否具備 IP65/IP67 防護、鹽霧測試、寬溫操作(-20°C ~ 70°C)等驗證能力
- 客製化彈性——能否在不更動客戶機構開孔的前提下,提供符合現有尺寸的升級方案認證與法規熟悉度——是否了解 IEC 60945、MIL-STD 等海事與軍規相關標準
- 長期供貨承諾——工業與海事產品生命週期長達 10 年以上,供應商的零件管理與 EOL 預警機制至關重要