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OLED透明顯示屏技術(shù)知多少？一文剖析透明背后的“秘密”

2021-04-02 3261次返回

將顯示屏變成跟玻璃一樣的透明，這個(gè)聽(tīng)起來(lái)只會(huì)在科幻電影里實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景，如今已經(jīng)漸漸落入現(xiàn)實(shí)。

　　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(nèi)容，又能像玻璃柜般，讓你透過(guò)屏幕，看到電視機(jī)后背的墻面和擺件。

　　那是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

　　電視的造型相對(duì)固定，就像是一個(gè)“黑盒子”，內(nèi)部有許多部件遮擋。所以將電視做透明的思路，簡(jiǎn)單來(lái)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(gè)小米透明電視的誕生過(guò)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。

　　但“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(gè)外置主機(jī)，再通過(guò)線纜與屏幕建立聯(lián)系，使其正常工作。

　　這樣的處理方案其實(shí)在小米壁畫(huà)電視上部分采用過(guò)，即卸掉了電視背板上沉重冗余的“包袱”，將原來(lái)背板上的主機(jī)部分外置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了屏幕的極致輕薄，主機(jī)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(jī)與屏幕分開(kāi)來(lái)做的方案與此類(lèi)似，但更為復(fù)雜。

　　消除了冗余的物理組件后，現(xiàn)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)和OLED兩種，二者其實(shí)都可以做透明，但OLED因其自發(fā)光特性，擁有做透明電視的先天優(yōu)勢(shì)。

　　要知道OLED比LCD優(yōu) 秀，這里需要重溫一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，即OLED屏本身「自發(fā)光」的特性，它意味著屏幕上每個(gè)紅色、綠色或藍(lán)色子像素都會(huì)自己發(fā)光，而不需要依賴(lài)額外的背光源。

　　只有這樣，OLED屏幕才可以省去傳統(tǒng)LCD屏中常見(jiàn)的液晶層、背光層等模組，實(shí)現(xiàn)更高的色彩對(duì)比度，并在形態(tài)上確保足夠的輕薄。

　　這種先天的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也滿(mǎn)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(duì)透明電視來(lái)說(shuō)，真正的難點(diǎn)，其實(shí)是讓這數(shù)百萬(wàn)個(gè)微小的像素變得「足夠透明」。我們當(dāng)然可以想當(dāng)然地認(rèn)為，只要選用透光率較高的基材，以及將上下蓋板、正負(fù)極都換成玻璃，就能輕松讓光線穿過(guò)面板，做成和玻璃一樣。

　　可現(xiàn)在，面板廠商還想到了一個(gè)更取巧的做法，即引入「透明像素點(diǎn)」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(lán)白四像素基礎(chǔ)上，新增了一種「透明子像素」。這種像素并不會(huì)發(fā)光，也不會(huì)參與到圖像顯示，但它自身卻是由高透明材料制成的。

　　最終，當(dāng)無(wú)數(shù)個(gè)這樣的像素點(diǎn)均勻地分布在面板上時(shí)，屏幕也自然而然地會(huì)獲得一定的通透效果，但同時(shí)又能兼顧彩色圖像的顯示。

　　關(guān)于這一點(diǎn)，我個(gè)人比較喜歡小米的“百葉窗”解釋。即一個(gè)畫(huà)有圖案的百葉窗，如果葉片完全關(guān)閉，你能看到完整的圖形，但同時(shí)背后的風(fēng)景也完全被關(guān)閉的百葉窗擋住。

　　但如果把百葉窗擰開(kāi)一個(gè)角度，你會(huì)發(fā)現(xiàn)雖然葉片上的畫(huà)面出現(xiàn)了割裂，但卻不影響整體觀感，仍舊能清楚識(shí)別百葉窗上的圖案內(nèi)容。而且，擰開(kāi)的百葉窗使得戶(hù)外的景色透了過(guò)來(lái)，畫(huà)面和風(fēng)景實(shí)現(xiàn)了共存。

　　以此類(lèi)比，百葉窗和窗戶(hù)組成了整塊透明屏幕，顯示區(qū)就是百葉窗的“葉片”，透明區(qū)就是擰開(kāi)后“葉片之間的縫隙”。

　　雖然透明區(qū)不能顯示圖像，但如果把“葉片之間的縫隙”控制得當(dāng)，并做到足夠小以至于人眼不能察覺(jué)的時(shí)候，由各個(gè)葉片組成的顯示區(qū)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(dá)到視覺(jué)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(lái)做原理解析。透明OLED的像素中除了常規(guī)OLED屏幕中的WRGB 4個(gè)子像素外還增加了近50%區(qū)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(gè)像素，這樣結(jié)構(gòu)的像素在這塊55英寸的透明屏幕上有1920X1080=2073600個(gè)。

　　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(fù)責(zé)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(fù)責(zé)透明。

　　因?yàn)檎w上有將近一半的總像素?cái)?shù)是完全透明的，這樣的透明區(qū)域足夠大，并且分布均勻，所以從視覺(jué)效果上便實(shí)現(xiàn)了極高的透明度，而另外一半由WRGB組成的顯示區(qū)，也擁有一半以上的像素?cái)?shù)來(lái)顯示圖像，所以顯示水準(zhǔn)也較高。

　　但你或許已經(jīng)察覺(jué)到了，在這樣的結(jié)構(gòu)下，真正能讓光線通過(guò)的像素點(diǎn)，其實(shí)只占總量的一部分而已。

　　這也是為什么，現(xiàn)階段透明電視的透明度僅在30-40%左右，而非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(guò)用戶(hù)的視覺(jué)感官了。

　　讓屏幕變透明，只是解決了透明電視的第一個(gè)問(wèn)題。畢竟在屏幕之外，傳統(tǒng)電視機(jī)的后背還有電源、主板、音響等器件，它們可無(wú)法憑空消失。

　　從技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，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(guò)很多采用透明面板的原型方案，而且都不是和電視機(jī)相關(guān)的產(chǎn)品。

　　三星在 2010 年 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(yùn)行的 Windows系統(tǒng)，而且圖標(biāo)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(hù)」原型，你可以想象一下，自己在一塊透明玻璃上滑動(dòng)、點(diǎn)按界面的感覺(jué)，這也算是無(wú)限接近于科幻電影里的場(chǎng)景了。

　　事實(shí)上，三星本是最有希望將透明OLED屏商用化的公司——其在2016年確實(shí)獲得了幾家廠商的訂單，可在出貨后不久，三星卻臨時(shí)決定停止透明OLED屏的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)而將重點(diǎn)放在了更具潛力，也更賺錢(qián)的智能手機(jī)OLED屏研發(fā)上。

　　目前來(lái)看，全球具備透明OLED屏量產(chǎn)能力的供應(yīng)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(shí)用性，電視機(jī)或許并不是最適合應(yīng)用透明顯示屏的品類(lèi)。

　　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(huà)面和圖像內(nèi)容。

　　可在透明屏幕中，顯示主體就變得十分雜亂，你不僅會(huì)看到電視機(jī)本身的畫(huà)面，也會(huì)透過(guò)屏幕，看到電視后背的墻面，擺件等，乃至是現(xiàn)實(shí)世界中的光線，都會(huì)對(duì)畫(huà)面帶來(lái)負(fù)面影響。

　　體驗(yàn)過(guò)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(huán)境下，才能獲得比較好的觀看效果。否則，透明電視的畫(huà)面反而不如傳統(tǒng)電視那般清晰。

　　如果是奔著實(shí)用性去的，或許需要的是一臺(tái)能調(diào)節(jié)透明度的電視機(jī)，既能像傳統(tǒng)電視般，正常顯示視頻內(nèi)容，又可以在不使用時(shí)，變成透明的裝飾品，或是顯示時(shí)間、天氣等簡(jiǎn)易信息.

　　松下和家具品牌 Vitra 合作設(shè)計(jì)的透明電視原型，可以調(diào)節(jié)透明度。這樣的產(chǎn)品并非不可實(shí)現(xiàn)，去年，松下展示的一款透明電視原型機(jī)，就可以在透明和不透明這兩種狀態(tài)下來(lái)回切換。

　　這臺(tái)OLED電視加入了類(lèi)似偏光層，等于說(shuō)是給電視做了一層「百葉窗」。只需通過(guò)電流控制「葉片」的開(kāi)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(tǒng)電視的狀態(tài)。但缺點(diǎn)是要舍棄OLED屏本身的輕薄特質(zhì)。

　　在電視機(jī)之外，透明顯示屏還可以找到許多應(yīng)用場(chǎng)景。像戶(hù)外廣告牌，或是企業(yè)、博物館內(nèi)信息展示版等領(lǐng)。

　　由透明 OLED 屏制作的動(dòng)態(tài)廣告立牌。深圳地鐵“魔屏”還有像公共交通、汽車(chē)領(lǐng)域，比如，就有網(wǎng)友在深圳地鐵里拍攝了一段「魔窗」系統(tǒng)視頻，它既保留了玻璃本身的通透度，同時(shí)又能在玻璃上顯示車(chē)站、線路圖等信息，這其實(shí)也是透明OLED屏的功勞，其實(shí)也有用在手機(jī)上，只是沒(méi)有起來(lái)，所以并沒(méi)被很多大眾了解。

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