愛伊米

小米透明電視,Amazing !

8月11日的週年演講釋出會上,小米帶來三款“超大杯”,除了小米10至尊紀念版、Redmi K30至尊紀念版,還有全球首款量產的透明OLED電視——小米透明電視,售價49999元。

規格方面,小米透明電視採用一塊55英寸透明OLED螢幕,5。7mm超薄設計,一體式主機音響底座。其配備10。7億原色螢幕,支援DCI-P3 93%廣色域,120Hz重新整理率,支援MEMC運動補償,1ms瞬時響應,電競級顯示標準。

很多人好奇,小米是如何讓一臺電視變透明的?今日,小米官方發文從技術思路和原理上進行了深入科普,一起來了解一下。

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非必需的全拿掉 留下的一定要透明

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電視的造型很固定,像是一個“黑盒子”,內部有許多部件阻礙透明,所以將電視做透明的思路簡單來講就是“非必需的全拿掉,留下的一定要透明”,這個思路貫穿整個小米透明電視的誕生過程。

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普通電視內部結構分佈

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首先是電視的背板,電視背板幾乎都是黑色的,裡面藏有各種元件:比如T-CON板、電源板、主機板等……這些都是阻擋電視變透明的非必需品,所以,要統統拿掉。

但“拿掉”不等於“扔掉”,需要將這些元件從背板上取出並重新整合,組成一個外接主機,再透過線纜與螢幕建立聯絡,使其正常工作。

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壁畫電視

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這樣的方案其實在小米壁畫電視上部分採用過,即卸掉了電視背板上沉重冗餘的“包袱”,將原來背板上的主機部分外接,進而實現了螢幕的極致輕薄,主機外接方案為電視做透明提供了先決條件。

小米透明電視的主機與螢幕分開來做的方案與此類似,但更為複雜。

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OLED和LCD螢幕結構拆解對比

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消除了冗餘的物理元件後,現在可以將目光聚焦到螢幕本身了,目前電視廣泛採用的螢幕顯示方案有LCD(液晶)和OLED兩種,二者其實都可以做透明,但OLED因為自發光特性,擁有做透明電視的先天優勢。

因為LCD需要背光才能將影象顯示出來,這也就決定了LCD即使做成透明電視也將會以一個盒子的形象出現,這顯然與現代電視輕薄美觀的審美追求相悖。

另外,由於偏光片的存在,其透明度也無法做更高,所以無論從外觀還是顯示效果上,LCD(液晶)透明方案只能被PASS掉。

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透明LCD依賴光源照亮畫面,

形如盒子

200萬個透明子畫素

如百葉窗式“魔改”OLED螢幕

如何讓OLED螢幕實現透明顯示,這裡引入生活中常見的“百葉窗”來方便大家理解。

一個畫有圖案的百葉窗,如果葉片完全關閉,你能看到完整的圖形,但同時背後的風景也完全被關閉的百葉窗擋住。

但如果把百葉窗擰開一個角度,你會發現雖然葉片上的畫面出現了割裂,但卻不影響整體觀感,仍舊能清楚識別百葉窗上的圖案內容。而且,擰開的百葉窗使得戶外的景色透了過來,畫面和風景實現了共存。

而這,與小米透明電視的原理近乎相同。

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透明區域就像「百葉窗」開啟時的狀態

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以此類比,百葉窗和窗戶組成了整塊透明螢幕,顯示區就是百葉窗的“葉片”,透明區就是擰開後“葉片之間的縫隙”。

雖然透明區不能顯示影象,但如果把“葉片之間的縫隙”控制得當,並做到足夠小甚至人眼都不能察覺的時候,由各個葉片組成的顯示區就可以顯示出清晰完整的圖案,並且“葉片之間的縫隙”還透出了背後的景色,達到視覺上的神奇透明效果。

瞭解了“百葉窗”原理後,我們從微觀角度再來做原理覆盤。

從下圖透明OLED螢幕的畫素組成可以看出,透明OLED的畫素中除了常規OLED螢幕中的WRGB 4個子畫素外還增加了近50%區域的“透明子畫素”,“ 透明子畫素+WRGB子畫素”組成了透明OLED螢幕的單個畫素,這樣結構的畫素在這塊55英寸的透明螢幕上擁有1920X1080=2073600個。

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普通OLED子畫素與透明OLED子畫素對比

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綜上,這些足夠多的WRGB 子畫素組成了百葉窗原理中的“葉片”,負責顯示影象;另外足夠多的透明子畫素組成了百葉窗理論中的“葉片之間的縫隙”,負責透明。

因為整體上有將近一半的總畫素數是完全透明的,這樣的透明區域足夠大,並且分佈均勻,所以從視覺效果上便實現了極高的透明度,而另外一半由WRGB組成的顯示區,也擁有一半以上的畫素數來顯示影象,所以顯示水準也較高。

綜合上述,整塊OLED螢幕徹底成為了一塊擁有高透明度的“玻璃”,構成了整個透明電視最重要的組成部分,並且因為高解析度和OLED自發光的優勢,也維持了極高的顯示水準。

原理有了,距離量產卻只邁出了一小步!

基於以上實現了OLED螢幕的透明,所以從理論上可以製造出一臺透明電視的概念機了,但小米想做更瘋狂的事,要將這款極富有未來氣息的產品量產。

一款電視想要量產,需要經過一系列的測試認證,這無異於在製造出概念機的難度係數上再加權指數。

如何為一塊“透明玻璃”賦予生命力?這需要考驗廠商的OBM能力,OBM全稱為 OLED Basic Module,是指由電視廠家獨立完成 OLED 模組的研發設計、系統測試以及製造生產的全過程,是判斷一家企業能否獨立發展OLED的“入場券”,在透明OLED電視領域,小米是國內唯一一家。

OBM包含多個方面,比如螢幕的表面鋼化處理,小米透明電視採取了物理鋼化,即將一整塊鋼化玻璃與螢幕進行了貼合,提高了螢幕抗壓性,也消除了可能的碎屏安全隱患。

另外在螢幕粘合劑的使用上,小米電視使用了UV膠進行粘合,使得螢幕厚度進一步降低,同時也提高了粘合精度,螢幕整體觀感得以進一步提升。

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小米透明電視螢幕結構拆解

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上文提到了外接的主機,區別於普通的分體電視,為了保證整體觀感,小米透明電視創造性的將主機與螢幕做成了一體,並且通過了極高的結構強度測試。

在主機部分,小米工程師們圍繞散熱與EMI也做了極具挑戰性的技術攻關。

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小米透明電視主機結構圖

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由於小米透明OLED電視的主機設計成了上下堆疊式,所以電源作為“發熱大戶”等於直接在烘烤著主機板,為了將這部分熱量散發出去,小米的工程師們做了很多努力。

在二者之間加入隔熱片的同時,還重新定製了內部散熱系統,在主機周邊設計了許多微小的散熱孔,透過精巧佈局和特殊設計的內部散熱系統,極致利用了內部每一寸空間,讓熱量在主機內外形成了均勻對流,克服了狹小空間內的散熱難題。

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主機散熱結構

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另外,在主機板晶片的散熱器上還特殊設計了一個臺階,將其延伸並橋接到了外殼橫樑上,這樣就可以巧妙的利用外殼幫助主機板散熱,另外在元器件選型上也採取了耐高溫的元件,進一步保證了主機板的高效穩定執行。

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EMI防干擾結構

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小米透明電視的透明玻璃與超窄金屬邊框結合的螢幕結構、訊號線貫穿金屬封閉底座的結構,內部緊密堆疊結構會存在其特殊的EMI(即電子產品工作會對周邊的其他電子產品造成干擾)隱患。

小米透明電視在設計初期便採取了相應措施進行針對性解決,後期試量產階段進行實驗,證明這些舉措有效抑制了絕大部分的產品結構所形成的輻射外溢。

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將小米透明電視量產似乎是一個不可能完成的任務,但基於多年在電視技術上的積累,讓小米終將這樣一款神奇的產品呈現在了世人面前,小米也成為了“全球首款量產透明OLED電視廠商”。

未來電視,可能就是一塊透明螢幕!