小米透明电视的原理是什么？小米官方科普来了

　　8月11日的小米小米小米十周年发布会，突然发布的透明小米透明电视惊艳全场，发布会后关于这款透明电视的电视的原讨论也达到了峰值。这台透明电视究竟是官方如何诞生的？本篇将从技术思路和原理上做一次完整且深入的科普梳理。

　　非必需的科普全拿掉

　　留下的一定要透明

　　电视的造型很固定，像是小米小米一个“黑盒子”，内部有许多部件阻碍透明，透明所以将电视做透明的电视的原思路简单来讲就是“非必需的全拿掉，留下的官方一定要透明”，这个思路贯穿整个小米透明电视的科普诞生过程。


　　普通电视内部结构分布普通电视内部结构分布

　　首先是小米小米电视的背板，电视背板几乎都是透明黑色的，里面藏有各种组件：比如T-CON板、电视的原电源板、官方主板等……这些都是科普阻挡电视变透明的非必需品，所以，要统统拿掉。

　　但“拿掉”不等于“扔掉”，需要将这些组件从背板上取出并重新整合，组成一个外置主机，再通过线缆与屏幕建立联系，使其正常工作。



　　这样的方案其实在小米壁画电视上部分采用过，即卸掉了电视背板上沉重冗余的“包袱”，将原来背板上的主机部分外置，进而实现了屏幕的极致轻薄，主机外置方案为电视做透明提供了先决条件。

　　小米透明电视的主机与屏幕分开来做的方案与此类似，但更为复杂。


　　OLED和LCD屏幕结构拆解对比OLED和LCD屏幕结构拆解对比

　　消除了冗余的物理组件后，现在可以将目光聚焦到屏幕本身了，目前电视广泛采用的屏幕显示方案有LCD（液晶）和OLED两种，二者其实都可以做透明，但OLED因为自发光特性，拥有做透明电视的先天优势。

　　因为LCD需要背光才能将图像显示出来，这也就决定了LCD即使做成透明电视也将会以一个盒子的形象出现，这显然与现代电视轻薄美观的审美追求相悖，另外由于偏光片的存在，其透明度也无法做更高，所以无论从外观还是显示效果上，LCD（液晶）透明方案只能被PASS掉。


　　透明LCD依赖光源照亮画面，形如盒子透明LCD依赖光源照亮画面，形如盒子

　　200万个透明子像素

　　如百叶窗式“魔改”OLED屏幕

　　如何让OLED屏幕实现透明显示，这里引入生活中常见的“百叶窗”来方便大家理解。

　　一个画有图案的百叶窗，如果叶片完全关闭，你能看到完整的图形，但同时背后的风景也完全被关闭的百叶窗挡住。

　　但如果把百叶窗拧开一个角度，你会发现虽然叶片上的画面出现了割裂，但却不影响整体观感，仍旧能清楚识别百叶窗上的图案内容。而且，拧开的百叶窗使得户外的景色透了过来，画面和风景实现了共存。

　　而这，与小米透明电视的原理近乎相同。


　　透明区域就像「百叶窗」开启时的状态透明区域就像「百叶窗」开启时的状态

　　以此类比，百叶窗和窗户组成了整块透明屏幕，显示区就是百叶窗的“叶片”，透明区就是拧开后“叶片之间的缝隙”，虽然透明区不能显示图像，但如果把“叶片之间的缝隙”控制得当，并做到足够小甚至人眼都不能察觉的时候，由各个叶片组成的显示区就可以显示出清晰完整的图案，并且“叶片之间的缝隙”还透出了背后的景色，达到视觉上的神奇透明效果。

　　了解了“百叶窗”原理后，我们从微观角度再来做原理复盘，从下图透明OLED屏幕的像素组成可以看出，透明OLED的像素中除了常规OLED屏幕中的WRGB4个子像素外还增加了近50%区域的“透明子像素”，“透明子像素+WRGB子像素”组成了透明OLED屏幕的单个像素，这样结构的像素在这块55英寸的透明屏幕上拥有1920X1080=2073600个。


　　普通OLED子像素与透明OLED子像素对比普通OLED子像素与透明OLED子像素对比

　　综上，这些足够多的WRGB子像素组成了百叶窗原理中的“叶片”，负责显示图像；另外足够多的透明子像素组成了百叶窗理论中的“叶片之间的缝隙”，负责透明。

　　因为整体上有将近一半的总像素数是完全透明的，这样的透明区域足够大，并且分布均匀，所以从视觉效果上便实现了极高的透明度，而另外一半由WRGB组成的显示区，也拥有一半以上的像素数来显示图像，所以显示水准也较高。

　　综合上述，整块OLED屏幕彻底成为了一块拥有高透明度的“玻璃”，构成了整个透明电视最重要的组成部分，并且因为高分辨率和OLED自发光的优势，也维持了极高的显示水准。

　　原理有了

　　距离量产却只迈出了一小步

　　基于以上实现了OLED屏幕的透明，所以从理论上可以制造出一台透明电视的概念机了，但小米想做更疯狂的事，要将这款极富有未来气息的产品量产。

　　一款电视想要量产，需要经过一系列的测试认证，这无异于在制造出概念机的难度系数上再加权指数。

　　如何为一块“透明玻璃”赋予生命力？这需要考验厂商的OBM能力，OBM全称为OLEDBasicModule，是指由电视厂家独立完成OLED模组的研发设计、系统测试以及制造生产的全过程，是判断一家企业能否独立发展OLED的“入场券”，在透明OLED电视领域，小米是国内唯一一家。

　　OBM包含多个方面，比如屏幕的表面钢化处理，小米透明电视采取了物理钢化，即将一整块钢化玻璃与屏幕进行了贴合，提高了屏幕抗压性，也消除了可能的碎屏安全隐患；另外在屏幕粘合剂的使用上，小米电视使用了UV胶进行粘合，使得屏幕厚度进一步降低，同时也提高了粘合精度，屏幕整体观感得以进一步提升。


　　小米透明电视屏幕结构拆解小米透明电视屏幕结构拆解

　　上文提到了外置的主机，区别于普通的分体电视，为了保证整体观感，小米透明电视创造性的将主机与屏幕做成了一体，并且通过了极高的结构强度测试。

　　在主机部分，小米工程师们围绕散热与EMI也做了极具挑战性的技术攻关。


　　小米透明电视主机结构图小米透明电视主机结构图

　　由于小米透明OLED电视的主机设计成了上下堆叠式，所以电源作为“发热大户”等于直接在烘烤着主板，为了将这部分热量散发出去，小米的工程师们做了很多努力。

　　在二者之间加入隔热片的同时，还重新定制了内部散热系统，在主机周边设计了许多微小的散热孔，通过精巧布局和特殊设计的内部散热系统，极致利用了内部每一寸空间，让热量在主机内外形成了均匀对流，克服了狭小空间内的散热难题。


　　主机散热结构主机散热结构

　　另外，在主板芯片的散热器上还特殊设计了一个台阶，将其延伸并桥接到了外壳横梁上，这样就可以巧妙的利用外壳帮助主板散热，另外在元器件选型上也采取了耐高温的组件，进一步保证了主板的高效稳定运行。


　　EMI防干扰结构EMI防干扰结构

　　小米透明电视的透明玻璃与超窄金属边框结合的屏幕结构、信号线贯穿金属封闭底座的结构，内部紧密堆叠结构会存在其特殊的EMI（即电子产品工作会对周边的其他电子产品造成干扰）隐患，小米透明电视在设计初期便采取了相应措施进行针对性解决，后期试量产阶段进行实验，证明这些举措有效抑制了绝大部分的产品结构所形成的辐射外溢。



　　将小米透明电视量产似乎是一个不可能完成的任务，但基于多年在电视技术上的积累，让小米终将这样一款神奇的产品呈现在了世人面前，小米也成为了“全球首款量产透明OLED电视厂商”。

　　未来电视，可能就是一块透明屏幕！