OLED透明顯示屏技術知多少?一文剖析透明背后的“秘密”

作者:admin 發布日期:2021/6/17 關注次數: 二維碼分享


將顯示屏變成跟玻璃一樣的透明,這個聽起來只會在科幻電影里實現的場景,如今已經漸漸落入現實。

小米的透明電視便詮釋了這種可能性:它既可以顯示各種視頻內容,又能像玻璃柜般,讓你透過屏幕,看到電視機后背的墻面和擺件。

那是如何實現的呢?

電視的造型相對固定,就像是一個“黑盒子”,內部有許多部件遮擋。所以將電視做透明的思路,簡單來講就是“非必 需的全拿掉,留下的一定要透明”,這也貫穿了整個小米透明電視的誕生過程。

首先是電視的背板。背板幾乎都是黑色的,里面藏有各種組件:T-CON板、電源板、主板等……這些都是阻擋電視變透明的非必 需品。

“拿掉”不等于“扔掉”,要做的是將這些組件從背板上取出,并重新整合為一個外置主機,再通過線纜與屏幕建立聯系,使其正常工作。

這樣的處理方案其實在小米壁畫電視上部分采用過,即卸掉了電視背板上沉重冗余的“包袱”,將原來背板上的主機部分外置,進而實現了屏幕的極致輕薄,主機外置方案為電視透明化提供了先決條件。小米透明電視將主機與屏幕分開來做的方案與此類似,但更為復雜。

消除了冗余的物理組件后,現在可以將目光聚焦到屏幕本身了,目前電視廣泛采用的屏幕顯示方案有LCD(液晶)OLED兩種,二者其實都可以做透明,但OLED因其自發光特性,擁有做透明電視的先天優勢。

要知道OLEDLCD優 秀,這里需要重溫一個知識點,即OLED屏本身「自發光」的特性,它意味著屏幕上每個紅色、綠色或藍色子像素都會自己發光,而不需要依賴額外的背光源。

只有這樣,OLED屏幕才可以省去傳統LCD屏中常見的液晶層、背光層等模組,實現更高的色彩對比度,并在形態上確保足夠的輕薄。

這種先天的結構特點,也滿足了很多廠商想要將顯示屏做薄,甚至是做彎曲,做折疊的需求。

但對透明電視來說,實際的難點,其實是讓這數百萬個微小的像素變得「足夠透明」。我們當然可以想當然地認為,只要選用透光率較高的基材,就能輕松讓光線穿過面板,做成和玻璃一樣。

可現在,面板廠商還想到了一個更取巧的做法,即引入「透明像素點」的概念。

透明子像素的引入,才是讓電視變得透明的核心。LG透明OLED屏——它在原有的紅綠藍白四像素基礎上,新增了一種「透明子像素」。這種像素并不會發光,也不會參與到圖像顯示,但它自身卻是由高透明材料制成的。

所以,當無數個這樣的像素點均勻地分布在面板上時,屏幕也自然而然地會獲得一定的通透效果,但同時又能兼顧彩色圖像的顯示。

關于這一點,我個人比較喜歡小米的“百葉窗”解釋。即一個畫有圖案的百葉窗,如果葉片完全關閉,你能看到完整的圖形,但同時背后的風景也完全被關閉的百葉窗擋住。

但如果把百葉窗擰開一個角度,你會發現雖然葉片上的畫面出現了割裂,但卻不影響整體觀感,仍舊能清楚識別百葉窗上的圖案內容。而且,擰開的百葉窗使得戶外的景色透了過來,畫面和風景實現了共存。

以此類比,百葉窗和窗戶組成了整塊透明屏幕,顯示區就是百葉窗的“葉片”,透明區就是擰開后“葉片之間的縫隙”。

雖然透明區不能顯示圖像,但如果把“葉片之間的縫隙”控制得當,并做到足夠小以至于人眼不能察覺的時候,由各個葉片組成的顯示區就可以顯示出清晰完整的圖案,并且“葉片之間的縫隙”還透出了背后的景色,達到視覺上神奇的透明效果。

了解“百葉窗”原理后,我們從微觀角度再來做原理解析。透明OLED的像素中除了常規OLED屏幕中的WRGB 4個子像素外還增加了近百分之50區域的“透明子像素”。

“透明子像素+WRGB子像素”組成了透明OLED屏幕的單個像素,這樣結構的像素在這塊55英寸的透明屏幕上有1920X1080=2073600個。

綜上,這些足夠多的WRGB子像素組成了百葉窗原理中的“葉片”,負責顯示圖像;另外足夠多的透明子像素組成了百葉窗理論中的“葉片之間的縫隙”,負責透明。

因為整體上有將近一半的總像素數是完全透明的,這樣的透明區域足夠大,并且分布均勻,所以從視覺效果上便實現了很高的透明度,而另外一半由WRGB組成的顯示區,也擁有一半以上的像素數來顯示圖像,所以顯示水準也較高。

但你或許已經察覺到了,在這樣的結構下,真的能讓光線通過的像素點,其實只占總量的一部分而已。

這也是為什么,現階段透明電視的透明度僅在百分之30-40左右,而非百分之100,畢竟一部分子像素仍要用于圖像顯示,但只要透明子像素的密度足夠高,量夠大,也足以「騙」過用戶的視覺感官了。

讓屏幕變透明,只是解決了透明電視的第 一個問題。畢竟在屏幕之外,傳統電視機的后背還有電源、主板、音響等器件,它們可無法憑空消失。

從技術本身來說,透明顯示屏并不算非常黑科技的東西。早幾年,包括三星、LG 和松下等廠商,都展示過很多采用透明面板的原型方案,而且都不是和電視機相關的產品。

三星在 2010 CES 上展示的透明筆記本。在2010年,三星就推出了一款搭載了透明OLED屏的概念筆記本電腦,你可以看到屏幕上正在運行的 Windows系統,而且圖標和文字的清晰度都做得很好。

到了2012年,三星還展示了一種支持觸摸的「智能窗戶」原型,你可以想象一下,自己在一塊透明玻璃上滑動、點按界面的感覺,這也算是無限接近于科幻電影里的場景了。

事實上,三星本是很有希望將透明OLED屏商用化的公司——其在2016年確實獲得了幾家廠商的訂單,可在出貨后不久,三星卻臨時決定停止透明OLED屏的生產,轉而將重 點放在了更具潛力,也更賺錢的智能手機OLED屏研發上。

目前來看,全球具備透明OLED屏量產能力的供應方只有LGD。而本次小米透明電視所使用的面板,也是由LG提供。

透明電視的「酷」,也是它令人向往的主要原因。但是論實用性,電視機或許并不是很適合應用透明顯示屏的品類。

畢竟,我們看電視,并不是單純地看那塊屏幕,而是要看屏幕里所顯示的畫面和圖像內容。

可在透明屏幕中,顯示主體就變得十分雜亂,你不僅會看到電視機本身的畫面,也會透過屏幕,看到電視后背的墻面,擺件等,乃至是現實世界中的光線,都會對畫面帶來負面影響。

體驗過小米透明電視就知道,只有在光線比較昏暗,或者背景為黑色墻面的環境下,才能獲得比較好的觀看效果。否則,透明電視的畫面反而不如傳統電視那般清晰。

如果是奔著實用性去的,或許需要的是一臺能調節透明度的電視機,既能像傳統電視般,正常顯示視頻內容,又可以在不使用時,變成透明的裝飾品,或是顯示時間、天氣等簡易信息.

松下和家具品牌 Vitra 合作設計的透明電視原型,可以調節透明度。這樣的產品并非不可實現,去年,松下展示的一款透明電視原型機,就可以在透明和不透明這兩種狀態下來回切換。

這臺OLED電視加入了類似偏光層,等于說是給電視做了一層「百葉窗」。只需通過電流控制「葉片」的開合,讓它擋住后背的光線,就能讓屏幕變得不再透明,回歸到傳統電視的狀態。但缺點是要舍棄OLED屏本身的輕薄特質。

在電視機之外,透明顯示屏還可以找到許多應用場景。像戶外廣告牌,或是企業、博物館內信息展示版等領。


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