透明电视机透明电视是如何做成透明的在家你也可以DIY

2021-12-15 06:41

近日，深圳地铁6号线、10号线和北京地铁6号线的列车车窗上出现了透明液晶显示屏的消息，引起了人们的关注。这些与窗口融为一体的透明液晶显示屏，不仅可以显示天气和站点信息，还可以上网、看视频、逛网店。

小米在最近的十周年发布会上推出了一款售价5万元的透明电视，为“透明显示”技术的普及回暖。从国内媒体的一些报道和供应链中的新闻来看，基本可以明确这些透明显示面板来自LG Display。

除了电视机，透明液晶显示器还可以找到很多应用场景。尤其是对于像LG这样的供应商来说，自身对于户外广告牌、企业和博物馆的信息展示板的兴趣要远大于电视机。

从过去几十年手机的发展历史中我们也可以看出，这样的透明材料在手机中的应用并不广泛，无论是透明的lcd显示屏还是透明的键盘，真正落地的产品屈指可数。

浅谈透明屏在手机中的应用。别告诉我，在功能机时代，手机厂商真的用透明材料做了一些小众设备。

2009年，索尼爱立信推出Xperia Pureness，当时销量有限。世界上只有不到900部手机，但外观辨识度很高。毕竟在当时也是很少见的手机，可以使用半透明显示。

Xperia纯净手机

透明液晶显示屏上一次引起人们的注意是在2016年的CES展会上。松下展示了一个柜门形式的透明液晶显示器，被称为“隐形电视”；日常生活中不打开时，看起来就像一个普通的透明玻璃柜门。打开后就是一台可以显示动态画面的电视。当时还是概念产品状态。

通过这篇文章，我们试着简单谈谈透明液晶显示器的基本原理，以及它离进入我们的日常生活还有多远。

透明液晶显示屏，可以自己动手DIY吗？

与液晶屏相比，有机发光二极管屏的结构和工作原理要简单得多。

我们先来了解一下透明屏的原理。

在这里，我们需要重温一个知识点，那就是有机发光二极管屏幕本身的“自发光”特性，这意味着屏幕上的每一个红、绿、蓝子像素都会自行发光，而不需要依赖额外的背光。只有这样，有机发光二极管屏才能省去传统液晶屏中常见的液晶层、背光层等模块，实现更高的色彩对比度，在形态上保证足够的轻薄。轻薄、折叠、弯曲，这些屏幕造型都离不开有机发光二极管屏幕本身的结构特点。

透明显示技术有各种方向，比如LCD和有机发光二极管。让我们抛开一些非常规的透明显示技术，比如谷歌眼镜和微软HoloLens:这些逼真的增强AR眼镜产品有时具有3D显示属性。

当然，我们可以想当然地认为，只要选择透光率高的基材，用玻璃代替上下盖板、正负极，就可以很容易地让光线透过面板，使其与玻璃一样。

比如上图中的AR现实增强眼镜，通过镜片的部分反射特性，特别是对于左右眼，实现了3D画面感知，同时保证看到眼镜外的真实世界。

此外，麻省理工学院一直致力于开发一种使用纳米粒子技术的无源透明显示系统——该方案使用投影仪作为外部光源，将图片投射到透明介质上。目前一些透明显示技术也采用类似的投影方案。这些方案比较便宜，但在透明液晶显示器中还不是主流，至少现在还不是。

在过去的两年里，我们看到了更多的透明液晶显示器，通常是液晶或有机发光二极管透明液晶显示器。感觉又回到了我们讨论柔性屏的时候，两个方向:有机发光二极管柔性屏和液晶柔性屏。那么这两个面板是如何透明的呢？

LG在一段视频中简要说明了透明有机发光二极管屏的实现原理——它在原有红、绿、蓝、白四个像素的基础上增加了一种“透明子像素”。该像素不发光，不参与图像显示，但由高度透明的材料制成。

最终，当无数这样的像素均匀分布在面板上时，屏幕自然会得到一定的透明效果，但同时又能兼顾彩色图像的显示。

小米透明电视在近50%的区域增加了“透明子像素”，从而在视觉上实现了更高的透明度。

你可能已经注意到，在这样的结构下，真正能让光通过的像素只占总量的一部分。

这就是为什么目前透明电视的透明度只有30-40%左右，而不是100%的原因。毕竟图像显示还是需要用到一些子像素，但只要透明子像素的密度和数量足够高，就足以“忽悠”用户的视觉感官。

让屏幕透明，只解决了电视透明的第一个问题。毕竟在屏幕之外，传统电视机背面还有电源、主板、音频等设备，不能随着空消失。

可以看出，液晶屏原本就有做透明屏的基础。至于OLED屏幕，证明其透明性最简单的例子在于，现在很多智能手机都支持屏下指纹识别，而这些指纹识别方案通常都是光学指纹识别，也就是要求屏幕本身是透明的，这样在屏下仍然可以识别指纹。这些屏幕一般都是OLED屏幕，这说明OLED屏幕自然具有这样的“透明”特性。

OLED透明屏成为未来趋势

可以说，透明电视的“酷炫”也是令人向往的主要原因。尤其是当你伸出手放在屏幕背面，看到手掌碰到虚拟的电视内容，那种感觉真的很奇妙。

既然可以在家做DIY透明液晶显示，屏幕透明就不是什么黑科技了。然而，近年来对透明屏幕的研究一直在进行，核心问题应该是如何增加屏幕的透明度或透光率。毕竟DIY透明显示屏，和如今的小米透明电视相比，还是差远了。

理论上，这也是影响LCD和OLED两条透明路线的重要问题。如上所述，液晶显示屏需要背光，这给完整形式的液晶显示屏的透明度造成了障碍。早年一些LCD透明屏去掉了背光系统，借助外部光源实现了屏幕的可视化:自然光，但人工外接背光。同时，LCD还有两个偏光片，也是影响透光率的部件。

JDI透明液晶屏

“一般的透明液晶屏需要背光才能实现视觉画面，而透明有机发光二极管屏则是由数百万自发光像素组成。这创造了一个新的创新领域……”而且因为有机发光二极管有一个简单的等级结构，所以更容易变薄。

主要分层结构包括衬底、阴极层、有机分子层和阳极层，如上图所示。这是一种通电时自发光的结构，不需要额外的背光。

如前所述，这些不同的层本质上是透明的。大约当代面板制造商拥有使不同层更透明的技术。我们不知道这部分的具体技术细节。但是上面提到的小米透明电视和地铁车窗透明屏都是有机发光二极管面板，所以不难想象透明液晶显示器的主流是往哪个方向发展。

上图的左侧显示了当透明的有机发光二极管屏幕显示从绿色到黑色的渐变图案时的样子

例如，许多高端超市的窗户会使用大量玻璃来创造简单透明的视觉印象。现在LG希望把这些窗玻璃全部换成透明的有机发光二极管屏，让路过的顾客既能看到产品，又能看到玻璃上实时变化的信息，这也是提升体验的一种手段。

ProDisplay的液晶透明屏幕演示

黑色的透明显示通常在画面表现力上更有价值，不仅因为黑色背景更容易融入环境，而且在金银等亮色的呈现上，明显优于白色透明显示的透明屏幕。此外，黑色部分的透明度也增强了视觉体验。当松下去年展示有机发光二极管透明电视时，它还在后部增加了一个黑色面板，以增强黑色呈现。

这一点对于透明液晶显示器固有的使用场景更有价值，比如橱窗物品的辅助展示和各种零售体验的增强，都是黑色显示透明度，以及亮色显示的增强。这也是有机发光二极管透明屏未来更有希望的部分原因。

提高透明度的努力

虽然我们不太清楚不同透明显示面板厂商在优化面板各个层次透明度的具体方案，但过去的一些材料和纸张已经透露了业界在面板的某些层次上为实现更高透光率所做的努力。比如上面提到的松下透明电视，有一种利用电流控制透明度的层结构:开机时透明，关机时透明度降低；另一个例子是显示屏背板部分的TFT层。

在讨论柔性屏技术时，TFT层也是我们讨论的重点。毕竟这是半导体汇聚的地方。该AMOLED有源阵列像素电路至少包括薄膜晶体管和存储电容器。根据所需的显示亮度、有机发光二极管效率和各种参数，驱动电路将占据相当大的像素尺寸。TFT已经成为限制透明度的重要因素。

当时的松下透明电视，现在的小米透明电视，当你仔细看的时候，还是能看到嵌在玻璃里的细格子。

但小米透明电视的网格与其像素提升有很大关系。这是努力增加现代有机发光二极管透明屏幕的透明度。

LG面向商业市场推出了55英寸透明有机发光二极管屏幕。

目前，LG是全球唯一具备透明有机发光二极管屏量产能力的供应商。这款小米透明电视使用的面板也是LG大概率提供的。

同时，电路部分堆叠在RGBW像素的后面，使得“透明子像素”具有更高的透光率。但似乎也是因为这个原因，每英寸的像素不能太高。小米透明电视虽然屏幕尺寸为55英寸，但分辨率为1080p。

应用方向在哪里？

小米将这款透明电视的价格控制在了5万元以内，这似乎是透明屏幕进入人们家庭的开始。仅从实用性来看，小米等透明电视的实际显示效果要比现在的主流电视差一点远。虽然充满了未来感，但在普通家庭灯火通明的环境和凌乱的背景下，真的很难看清电视画面。

纯粹作为装饰品买回家，否则作为日常家庭娱乐设备会处处受限。

从LG对其透明面板的定位来看，这样的产品主要不是为了家庭娱乐。除了本文开头提到的，它是作为地铁列车的信息交换工具，更多用于电子广告牌、商品/展品的辅助展示等。该产品的名称是LG透明有机发光二极管标牌。作为零售店商品的辅助展示，相当抢眼。比如作为商品的橱窗展示，融入到橱窗玻璃中，创造出各种有趣的展示场景，类似于现实增强。

此外，LG在推广其透明液晶显示屏时，预设的方案是将这块显示屏与“电视墙有机发光二极管标牌”相结合。也就是说，后面有一个电视墙有机发光二极管广告牌，前面有一个透明的液晶显示屏:当它们一起显示图片时，可以创造一种身临其境的3D观感。

在功能机时代，随着透明显示技术的日益成熟，我们可能很快就会在很多高端零售店和公共基础设施中看到这些透明液晶显示屏的存在，就像地铁里的火车车窗一样。然而，它可能不会很快进入我们的家庭娱乐。在如今的全屏手机中，屏幕几乎占据了整个正面，所以我们无法设计出超长的“下巴”或者突兀的“额头”。。