中车四方所研发透明OLED显示屏如何实现高清彩色画面显示

阿特拉斯

在刚刚过去的国庆假期，深圳地铁10号线再次成为网红打卡点。这条地铁线路不仅通往各个旅游景点，也是中国第一条云计算轨道交通线路。更让人惊喜的是，这条地铁线路的车窗采用透明OLED显示屏。

记者了解到，只要轻触这些透明的智能窗口，就可以看视频、看新闻，了解列车运行信息、定位服务信息（LBS）、轨道交通换乘等各类实时信息。信息和实时航班信息。、道路交通拥堵信息、天气预报信息、应急服务信息等。

透明亚像素是展示“裸妆”的关键

这款触控式智能车窗由中车青岛四方车辆研究院有限公司（以下简称中车四方研究院）技术团队设计研发。中车四方院研发工程师李培源告诉科技日报记者：“透明OLED窗系统实际上是透明OLED显示屏与传统地铁窗的结合。”

如何在透明OLED显示屏上实现高清彩色图片显示？

首先重装系统后屏幕分辨率变低，所有的OLED屏幕本身都具有“自发光”的特性，也就是说OLED屏幕上的每个红绿蓝子像素都会自己发光，而不需要依靠额外的背光源，这样可以节省液晶屏常用的液晶层、背光层等传统模组实现了更高的色彩对比度，并且更薄更轻。

但对于透明OLED显示器来说，真正的难点在于让这几百万像素“足够透明”，为此面板厂商引入了“透明像素”的概念。根据知名 OLED 屏幕厂商 LG 此前公布的一项技术，透明 OLED 屏幕在原有的红绿蓝白四像素基础上增加了一个新的“透明子像素”。这个像素不发光，不参与图像显示，但它本身是由高度透明的材料制成的。

为了进一步提高透明度，LG将每个方形像素压缩成一个只有原来一半大小的矩形像素，占据原来一半的区域，每个像素边缘的另一半区域被腾出来供光通过，从而达到更高的透光率。简单来说，透明的OLED显示屏实际上是“一半用于显示，一半用于透明”。

当无数这样的像素点均匀分布在面板上时，屏幕自然会获得一定的透明效果，但同时也能兼顾彩色图像的显示。

记者了解到，深圳地铁10号线的透明OLED视窗系统，用于视窗屏幕的透明OLED显示屏为55英寸，由LG 公司提供。

“这款 55 英寸透明 OLED 触控显示器采用投射电容 (P-Cap) 薄膜技术，提供灵敏的触控体验，同时具有比传统透明 LCD 更高的透明度。” LG 的公开资料介绍，LG 透明 OLED 触控显示屏采用钢化、抗反射、防摔玻璃制成，最薄处只有 7mm。用户可以根据物理环境和想要的效果将其安装在不同的结构和空间中，支持横向和纵向显示模式。

“中车四方院设计团队创新采用超薄全贴合技术和高度集成的解决方案重装系统后屏幕分辨率变低，使透明OLED显示屏具备广视角、全彩、高透光率等优势。” 李培源表示，智能车窗极小。在1080P（1920×1080）Full HD彩色画面）的像素空间中，电路和微光源经过精密的布置和设计，使OLED显示屏具有透明性。

触控与显示的结合依赖于超薄全贴合技术

那么，这块智慧屏是如何与车窗完美融合的呢？

“技术团队在窗口中空玻璃的基础上，通过超薄全贴合技术，将透明OLED显示屏和触控操作层嵌入窗口中间。” 李培源表示，中车四方采用的高度集成方案，所有的支撑板和电线都布置在窗口上，在保证高可靠性的同时，易于安装和维护。

“每块透明OLED显示屏的控制系统均配备4G模块和上网卡，提供4G上网功能。透明OLED视窗具备电容触控功能，可与乘客互动。” 李培源说道。

记者了解到，电容式触摸屏采用透明金属氧化物作为涂层，与单层玻璃表面粘合。与电阻式触摸屏不同，任何触摸都会形成信号。电容式触摸屏需要用手指直接触摸。手指的电容可以吸收触摸屏各个角的电流，流过四个电极的电流与手指到四个角的距离成正比。从而获得接触点。

那么，透明OLED显示屏如何适应轨道交通行业的振动和冲击，又如何满足电磁兼容要求呢？

李培源解释说，列车运行时电磁环境较差，55英寸大触摸屏易受外界干扰。在选择主窗控制系统时，研发人员经过多次比较，最终选择了研华RISC/ARM3.5寸单板机RSB-4680，因为它在复杂环境下运行稳定。.

资料显示，RISC/ARM3.5寸单板机RSB-4680，以其高性能运行、工业级抗振性和宽温严格的设计标准、稳定性和可靠性，可以完美能胜任地铁等各类轨道交通。应用中具有高振动的恶劣环境。同时提供Mini-PCIe、M.2等丰富的扩展资源，可扩展Wi-Fi、蓝牙和蜂窝数据模块。

“为了更好地迭代升级产品，进入5G物联网时代，透明OLED显示屏还为未来的5G电视直播预留了5G接口。” 李培源表示，目前，为保证车窗系统的清晰流畅，每对车窗，中车四方院技术人员现场监测电磁环境，有针对性地设置不同的触控参数，以实现最好的触摸效果。

透明 OLED 显示器尚不适合个性化应用

透明OLED显示屏还适用于哪些场景？能否用于家用汽车的车窗及其他常用电子产品的显示方案？

据了解，地铁车窗玻璃尺寸较大，表面比较平整，而家用车车窗玻璃面积小，有一定弧度，对透明的显示效果有一定影响。 OLED屏幕。除了屏幕本身的客观因素外，其显示效果还受到环境因素的影响。由于屏幕处于透明状态，在显示过程中，其背景环境也会通过屏幕显示出来，影响观感。在强光环境下，对比度效果较差。

另外，家用车的车窗要上下几次，反复磨损很容易损坏屏风结构。同时，屏幕还需要兼顾防水、防晒、防风等功能，这对制造工艺提出了新的考验。

记者了解到，早在2010年，三星就推出了一款采用透明OLED屏幕的概念笔记本电脑。用户可以在半透明屏幕上正常运行系统，直接进行触控操作。今年8月中旬，小米还推出了“透明电视”，可以像传统电视一样正常播放视频内容。

据业内人士介绍，“透明”显示屏已初步具备量产能力，但实际效果与现有显示屏仍有较大差距。因为OLED显示屏要透明化，最重要的一步就是增加像素间距，通过增加不发光的透明部分来提高屏幕的整体透光率。

但是增加像素间距也带来了一个问题，那就是分辨率的降低。目前，55英寸透明OLED显示屏的分辨率可以达到1080P。根据标准RGB PPI（每英寸像素数）计算公式，透明OLED显示屏的PPI只有40左右，而目前主流智能手机的屏幕PPI通常都在300以上，少数2K分辨率的手机可以PPI 高于 500。

如果像素密度过低，屏幕会有比较明显的“颗粒感”，近距离观看甚至可以隐约看到像素。除了画面的细腻度，画面的亮度和色彩表现也是透明OLED电子产品的短板。由于增加了透明和不发光的部分，屏幕的亮度会受到影响。

李培源告诉记者，作为一种比较新颖的显示方案，透明OLED显示器未来的业务拓展主要面临两个问题。首先，透明显示器的制造成本高，不利于推广。开发中，对于每一款不同尺寸的透明OLED显示屏，都需要进行配套的应用系统设计。

不过，李培源也认为，随着技术的发展和应用市场的进一步扩大，在降低开发成本后，定制化透明展示窗将应用于更多场景，如地铁站台、商业展厅等（记者焦扬）

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文章来源:http://www.xinhuanet.com/tech/2020-10/14/c_1126602483.htm

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