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科技感滿滿的透明屏幕是這樣煉成的

信息來源:科技日報更新時間:2022-01-20

  喜歡科幻題材的人一定對這樣的場景非常熟悉:主角來到一個充滿科技感的控制臺上,按動按鈕,眼前的透明玻璃頓時浮現出科幻感滿滿的圖案和各種線條,從一塊平平無奇的玻璃變成了展示無數信息的透明顯示屏。

  類似的場景在不同作品中有不同的變化,但基本都會采用“透明屏幕”這一要素作為提升科幻感的重要元素。

  最近,有人發現這種“高大上”的透明屏居然出現在自動售賣機上。連自動售賣機都有這種高科技,未來科幻電影里的透明屏幕設備,能否成為我們日常工作生活中的標配?

  透明屏幕背后的原理

  目前比較常見的透明屏幕有透明液晶屏、透明OLED屏以及透明LED屏幕。

  液晶屏,也被稱為LCD屏,是基于液晶電光效應,以液晶材料為基本組件的顯示器件。液晶屏由一定數量的彩色或黑白像素組成,主要原理是通過電流來刺激液晶分子,產生點、線、面,再配合背部光源照明,從而構成畫面。因此一般的液晶屏需要在背部設置光源及反光板等照明設備,不符合透明屏的要求。

  不過對于液晶屏展柜,例如前面提到的透明屏幕自動售貨機以及一些透明屏幕的櫥窗,情況則有一些不同。它們取消了液晶屏背部的光源和反光板,而是將后面的箱體(即展柜或貨柜)作為背光單元進行照明,也就是說盡管這些屏幕確實是“透明屏”,但依然離不開背后的光源。如果把展柜的箱體燈光關掉,就會嚴重影響使用效果。

  透明OLED屏是目前透明屏幕設備的主力。OLED屏可以通過電流驅動有機薄膜來發光,具有“自發光”的特性,它的每個像素都能自己發光,不需要依靠額外的背光源。

  OLED的基本結構是由具有半導體特性的、薄而透明的銦錫氧化物(ITO),與電源陽極相連,再加上另一個金屬陰極,構成類似三明治的結構。整個結構層中包括電洞傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時,陽極電洞與陰極電子便會在發光層中結合,產生光子,依其材料特性不同,可以產生紅、綠和藍三原色,構成我們看到的基本色彩。

  此外,透明OLED屏中還有“透明子像素”,這種像素本身不發光,也不參與圖像顯示,但它是由透明材料制成的,因此透明OLED屏在兼顧彩色圖像展示的同時,也獲得了一定的通透效果。當“透明子像素”的密度足夠大,能夠騙過人的眼睛時,在我們看來它就是“透明”的,一些透明電視就是采用了透明OLED屏。

  透明LED屏和透明OLED屏的原理有些類似,都是將發光單元(燈珠)排列在透明背景上來實現透明的效果。只不過受限于LED燈珠的大小,必須將屏幕做得比較大才能達到較好的透明效果。

  所以我們看到的透明LED屏,大多應用于商場外墻的櫥窗或大型舞臺,很難看到小型的透明LED屏。

  透明與隱私之間的矛盾

  其實,目前已經有一些透明屏幕產品出現在我們的生活中了。

  2009年,索尼愛立信就推出了第一款透明屏幕手機Xperia Pureness,可惜受限于當時的技術水平,這款手機的屏幕透明度不是很高,而且還是黑白屏幕。

  2011年,第一款彩色透明屏幕手機——聯想的S800問世。比起Xperia Pureness,S800的透明度有了很大提高。不過,它和Xperia Pureness一樣都屬于功能機,距離電影里炫酷的智能設備還有相當一段距離。

  2020年,透明屏幕設備又有了新的進展,小米推出了透明屏幕電視。透明屏幕電視從效果和透明度上均有了極大提高,但也存在著一些問題,如從背面無法保證觀看效果,透光率及分辨率也不高等。

  目前,透明屏幕技術還在不斷發展中。而且看上去炫酷無比、科技感十足的透明屏幕也存在著一定的爭議。

  一方面,最重要的是一款完全透明的手機勢必會存在隱私和信息泄漏的問題,而如果讓它在使用時變得不透明,又偏離了透明屏幕手機的初衷。

  另一方面,一款成熟的透明設備,不是只有屏幕透明就可以,還需要做到電池、處理器、攝像頭、麥克風、揚聲器等元件均透明化,這一點目前還比較困難。如果真的做到了完全透明,那么手機的組裝、強度、表面耐磨損等問題也是需要廠商和用戶考慮的。


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