近日小米量产了一款透明的OLED电视,虽然只是55寸价格也不便宜(54999元),并且与其他成熟多年的产品进行比较,对色彩、亮度等内容要求颇高的用户也有一定的差距,不过这毕竟是第一款能进行规模量产的透明屏幕电视,意义重大。 透明屏幕的原理 首先是发光面板,必须采用透明屏幕。 OLED屏的结构和工作原理比LCD屏要简单的多。 我们都知道OLED屏有“自发光”的特性,屏幕上每个红色、绿色或蓝色子像素都会自己发光,而不需要依赖额外的背光源。 这是LG透明OLED屏幕的实现原理——它在原有的红绿蓝白四像素基础上,新增了一种“透明子像素”。这种像素并不会发光,也不会参与到图像显示,但它自身却是由高透明材料制成的。当无数个这样的像素点均匀地分布在面板上时,屏幕也自然而然地会获得一定的通透效果,但同时又能兼顾彩色图像的显示。 在这样的结构下,真正能让光线通过的像素点,其实只占总量的一部分而已。这也是为什么,现阶段大多数研制阶段的透明电视的透明度仅在30~40%左右,而非100%,毕竟一部分子像素仍要用于图像显示,但只要透明子像素的密度足够高,量够大,“欺骗”了用户的视觉感官。 如果按LCD屏幕来做透明屏幕,即使做出来其厚度也不符合当下“轻薄”的流行元素,因此只有用OLED屏幕才可以省去传统LCD屏中常见的液晶层、背光层等模组,实现更高的色彩对比度以及满意的厚度。还有LCD偏光片的存在,其透明度也无法做更高,所以无论从外观还是显示效果上,LCD(液晶)透明方案只能被PASS掉。 此外,OLED这种先天的结构特点,除了满足很多厂商想要将显示屏做薄以外,还预留了可弯曲,做折叠的特点。 早在2012年,三星就通过AMOLED来实现透明可折叠屏幕的小型设备(非量产) 透明像素点 对于透明OLED电视,真正的难点首先是让这数百万个微小的像素变得“足够透明”。可以简单地理解为,只用透光率较高的基材,以及将上下盖板、正负极都换成玻璃,就能轻松让光线穿过面板,做成和玻璃一样。 小米量产透明电视增加了近50%区域的“透明子像素”,从而在视觉上实现了较高的透明度。 透明OLED的像素中除了常规OLED屏幕中的WRGB 4个子像素外还增加了近50%区域的“透明子像素”,“透明子像素+WRGB子像素”组成了透明OLED屏幕的单个像素,这样结构的像素在这块55英寸的透明屏幕上拥有1920X1080=2073600个。 简单地用“百叶窗”来打个比方,描述一下如何让OLED屏幕实现“透明”显示:一个画有图案的百叶窗,如果叶片完全100%关闭,可以看到完整的图形,但同时背后的风景也完全被关闭的百叶窗挡住。 但如果把百叶窗拧开一个角度,可以发现虽然叶片上的画面出现了割裂,但却不影响整体观感,仍旧能清楚识别百叶窗上的图案内容。并且拧开的百叶窗使得户外的景色透了过来,画面和风景实现了共存。 这样一来就好理解了,百叶窗和窗户组成了整块透明屏幕,显示区就是百叶窗的“叶片”,透明区就是拧开后“叶片之间的缝隙”。 虽然透明区不能显示图像,但如果把“叶片之间的缝隙”控制得当,并做到足够小甚至人眼都不能察觉的时候,由各个叶片组成的显示区就可以显示出清晰完整的图案,并且“叶片之间的缝隙”还透出了背后的景色,达到视觉上的神奇透明效果。 当整体上有将近一半的总像素数是完全透明的,这样的透明区域足够大,并且分布均匀,这样从视觉效果上就能实现了极高的透明度,而另外一半由WRGB组成的显示区,也拥有一半以上的像素数来显示图像,所以显示水准也较高。 整块OLED屏幕彻底成为了一块拥有高透明度的“玻璃”,构成了整个透明电视最重要的组成部分,并且因为高分辨率和OLED自发光的优势,也维持了极高的显示水准。 其他结构 普通液晶电视内部结构图 普通液晶电视的背板,电视背板几乎都是黑色的,里面的各种组件:T-CON板、电源板、主板等。。。当然这些都是不透明的,因此要变成透明电视必须改变这些部件的安装位置。 需要将这些组件从背板上取出并重新整合,组成一个外置主机,再通过线缆与屏幕建立联系,使其正常工作。 就像此前的壁画电视或者可卷轴电视一样,透明电视也采取了组件和屏幕分离的方案。 壁画电视将原来背板上的主机部分外置,进而实现了屏幕的极致轻薄,主机外置方案为电视做透明提供了前期经验。 小米电视的方案是将这些部件较为紧密地聚拢在一起,并集成在一个硕大的圆盘之中,让它兼顾起电视机底座,以及主机、音响的作用,这才让透明电视得以正常工作。 由于透明电视也是智能电视范畴,因此其自带的智能芯片、电源、主板等高发热量部件的散热设计也是必须研精覃思。其主机设计成了上下堆叠式,而电源作为“发热大户”等于直接在烘烤着主板,为了将这部分热量散发出去,在二者之间加入隔热片的同时,还重新定制了内部散热系统,在主机周边设计了许多微小的散热孔,通过精巧布局和特殊设计的内部散热系统,极致利用了内部每一寸空间,让热量在主机内外形成了均匀对流,克服了狭小空间内的散热难题。 另外,在主板芯片的散热器上还特殊设计了一个台阶,将其延伸并桥接到了外壳横梁上,这样就可以巧妙的利用外壳帮助主板散热,另外在元器件选型上也采取了耐高温的组件,进一步保证了主板的高效稳定运行。 同时,透明玻璃与超窄金属边框结合的屏幕结构、信号线贯穿金属封闭底座的结构,内部紧密堆叠结构会存在其特殊的EMI(即电子产品工作会对周边的其他电子产品造成干扰)隐患;这些也是将主机部件紧凑集中化后需要面临解决的问题。 后记 单从技术本身来说,透明显示屏还谈不上什么“黑科技”。早几年,包括三星、LG和松下等厂商,都展示过很多采用透明面板的原型方案,而且都不是和电视机相关的产品。 在2010年CES上三星就展示了AMOLED的透明屏笔记本。 早在2010年,三星就推出了一款搭载了透明OLED屏的概念笔记本电脑,可以看到屏幕上正在运行的Windows系统,而且图标和文字的清晰度都做得很好。 不过,2016年后,三星却临时决定停止透明OLED屏的生产,将重点放在了更具潜力,也更赚钱的智能手机OLED屏研发上。这样一来,全球具备透明OLED屏量产能力的供应方,也就只剩下LG一家了。本次小米量产透明电视所使用的面板,相信很大概率也是由LG提供的。 不过就目前而言,单从可视性角度来讲,透明电视确实还不大适合。在透明屏幕中,显示主体会变得十分杂乱,不仅会看到电视机本身的画面,还会透过屏幕看到电视后背的墙面、摆件等,甚至是周边环境中的光线,都会对画面带来负面影响。 小米透明电视尽量在光线比较昏暗,或者背景为黑色墙面的环境下,才能获得比较好的观看效果。否则,透明电视的画面反而不如传统电视那般清晰、干净。 无独有偶,2019年松下也展示了一款还在研发的透明电视。相较于小米透明电视而言,松下这款电视可以在“透明”和“不透明”之间进行切换。其原理是松下透明电视加入了前面我们提到的LCD屏中的偏光层,类似功能是给电视多加了一层可调节的“百叶窗”。通过电流控制“叶片”的开合,让它挡住后背的光线,就能让屏幕变得不再透明,回归到传统电视的状态。不过目前这么做的缺点,还是舍弃了OLED屏轻薄的特点,也是迟迟未量产的原因之一。 当然我们也相信小米透明电视第二代也在持续的技术改进之中,下一代产品在亮度、色差等方面有更大的空间提升。 |