在刚刚过去的国庆假期，深圳地铁10号线再次成为了网红打卡点。这条地铁线路不仅通往各个旅游景点，其本身也是国内第一条云计算轨道交通路线，更令人感到惊喜的是，这条地铁线的车窗采用了透明OLED显示屏。
记者了解到，只要触摸这些透明智慧车窗，就可以看视频、读新闻，还可以了解各类实时资讯，如列车运行信息、基于位置服务信息(LBS)、轨道交通换乘信息、实时航班信息、路面交通拥挤度信息、天气预报信息、紧急服务信息等。
透明子像素是显示屏“裸妆”的关键
这款触控操作式智慧车窗由中车青岛四方车辆研究所有限公司(以下简称中车四方所)技术团队设计研发。中车四方所研发工程师李培远告诉科技日报记者：“透明OLED车窗系统，其实就是将透明OLED显示屏与传统地铁车窗相结合。”
透明OLED显示屏如何实现高清彩色画面显示?
首先，所有的OLED屏本身都具有“自发光”的特性，这意味着OLED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，可以省去传统的LCD屏幕中常见的液晶层、背光层等模组，实现更高的色彩对比度，并在形态上更为轻薄。
但对于透明OLED显示屏来说，真正的难点是让这些数以百万计的像素点变得“足够透明”，为此面板厂商引入了“透明像素点”的概念。据OLED屏幕知名制造企业LG此前公布的一项技术显示，透明OLED屏是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。
为了进一步提升透明度，LG将每一颗正方形像素压缩成只有原来一半大小的长方形像素，占据原来一半的面积，而每颗像素边上的另一半区域就空余出来，让光线穿过，从而实现更高的透光率。简单来说，透明OLED显示屏实际上是“一半负责显示，一半负责透明”。
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。
记者了解到，深圳地铁10号线透明OLED车窗系统，窗屏选用的透明OLED显示屏规格为55英寸，就是由LG旗下的乐金显示公司提供的。
“这款55英寸透明OLED触摸显示屏采用投射电容(P-Cap)薄膜技术，可提供灵敏的触控体验，同时比传统的透明液晶显示屏具有更高的透明度。”LG公开资料介绍， LG透明OLED触摸显示屏采用钢化、防反射、防摔的玻璃制成，最薄处仅7毫米。使用者可根据物理环境和所需效果将其安装在不同的结构和空间中，并且支持横向和纵向显示模式。
“中车四方所设计团队创新采用超薄全贴合技术和高度集成化方案，使透明OLED显示屏具有宽视角、全色彩、高透光率的优点。”李培远说，智慧车窗在极其微小的像素空间内，将电路和微型发光体精密排布设计，让OLED显示屏具有透明属性的同时，还可呈现出1080P(1920×1080)全高清彩色画面。
触控与显示屏结合全靠超薄全贴合技术
那么，这种智慧屏幕又是如何与车窗完美结合的呢?
“技术团队在车窗中空玻璃的基础上，通过超薄全贴合技术，将透明OLED显示屏和触摸操作层内嵌在车窗中间。”李培远说，中车四方所采用高度集成化方案，实现了将所有配套板卡和线材布置在车窗上，做到在确保高可靠性的同时便于安装维护。
“每台透明OLED显示屏搭载的控制系统都设置有4G模块和上网卡，提供4G上网功能。透明OLED车窗自带电容触摸功能，可与乘客进行人机交互。”李培远说。
记者了解到，电容触摸屏是由透明金属氧化物作为涂层，与单层的玻璃表面相粘合。它不像电阻触摸屏，任何触摸都会形成信号，电容触摸屏需要与手指直接触摸，手指的电容能吸收触摸屏每一个角的电流，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，从而得出触摸点。
那么，透明OLED显示屏如何适配轨道交通行业的振动冲击，又是如何满足电磁兼容要求的?
李培远解释说，列车行车过程中电磁环境较差，而55英寸大尺寸触摸屏易受外界干扰。在选择车窗主控系统时，经过多方比选，研发人员最终选择了研华RISC/ARM 3.5寸单板电脑RSB-4680，就是看中了其在复杂环境下稳定运行的特点。
资料显示，RISC/ARM 3.5寸单板电脑RSB-4680，以其高性能运转、工业级抗振宽温的严苛设计标准、稳定可靠，能完美胜任地铁等各类轨道交通应用中高度振动的恶劣环境。同时，提供Mini-PCIe, M.2等丰富的扩展资源，可扩展Wi-Fi、蓝牙及蜂窝数据模块。
“为更好地产品迭代升级并跨入5G物联网时代，透明OLED显示屏还为未来5G电视直播预留了5G接口。”李培远介绍说，目前，为保证车窗系统的清晰流畅，每一台车窗，均有中车四方所技术人员监测现场电磁环境情况，有针对性地设置不同的触摸参数，以达到最好的触摸效果。
透明OLED显示屏尚不适配个性化应用
透明OLED显示屏还适用于哪些场景，可用于家用轿车的车窗以及其他常用电子产品的显示方案吗?
据了解，地铁的车窗玻璃尺寸较大，表面相对平坦，而家用轿车的车窗玻璃面积较小，还有一定弧度，对于透明OLED屏幕的显示效果有一定影响。除了屏幕本身的客观因素外，其显示效果还受环境因素影响。由于屏幕为透明状态，所以在显示过程中，其背景环境也会透过屏幕显示出来，影响观感。在强光环境下，对比度效果较差。
此外，家用轿车的车窗要经历数次升降，反复磨损极易破坏屏幕结构，与此同时，该屏幕还需要兼顾防水、防晒、防风等功能，这对制造工艺又提出了新的考验。
记者了解到，早在2010年时，三星就推出了一款搭载透明OLED屏幕的概念笔记本电脑，用户可以在半透明的屏幕上正常运行Windows系统，并直接进行触控操作。今年8月中旬，小米也推出了一款“透明电视”，能够像传统电视一样正常播出视频内容。
业内人士表示，如今“透明”显示屏已初步具备量产能力，但实际效果与现有的显示屏仍有不小差距。因为OLED显示屏变透明最重要的一步，就是增大像素之间的间距，通过加入透明不发光的部分，提升屏幕整体的透光率。
但增大像素间距同时会带来一个问题，就是分辨率的降低。目前55英寸的透明OLED显示屏的分辨率可达1080P，按照标准RGB的PPI(每英寸所拥有的像素数目)计算公式，该透明OLED显示屏的PPI仅有40左右，而当前主流智能手机的屏幕PPI通常在300以上，少数2K分辨率手机PPI可以达到500以上。
像素密度过低就会导致屏幕出现比较明显的“颗粒感”，近距离观看时甚至可以隐约看到像素点。除了画面精细度外，画面的亮度和色彩表现也是透明OLED电子产品的短板。由于增加了透明不发光的部分，屏幕的亮度会因此受损。
李培远告诉记者，作为一种较为新颖的显示方案，透明OLED显示屏未来的业务拓展主要面临的问题有两点，一是透明显示屏制造成本较高，不利于推广，另外受限于基础技术的发展，针对每种不同尺寸的透明OLED显示屏，都要进行与之相匹配的应用系统设计。
但李培远也认为，随着技术发展和应用市场的进一步扩大，待开发成本降低后，个性化定制透明显示视窗将可以用在更多场景，例如地铁站台、商业展馆等。
(记者 矫 阳)
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