Прозрачный дисплей как работает

Обновлено: 01.07.2024

Прозрачный светодиодный экран — инновационная разработка компании Samsung, которая представляет собой дисплей из светодиодов на стеклянной, пластиковой или силиконовой основе. Светодиодные компоненты интегрированы в специальную сетку, которая с расстояния практически незаметна для человеческого глаза. Все это образует собой LED-экран с прозрачностью до 80%. Конструкция с диагональю в несколько метров, рассчитанная на просмотр большого расстояния, может перекрывать собой целую стену здания.

Сферы применения и задачи прозрачных светодиодных экранов

Прозрачные LED-экраны — масштабные конструкции, использующиеся в основном для рекламных целей или в рамках проведения мероприятий, шоу, концертов. Основные сферы использования прозрачных светодиодных дисплеев:

реклама на фоне витрин, indoor реклама — это эффективный инструмент, который поможет не только обратить внимание покупателей на магазин или салон, но и выделить его среди конкурентов;
дизайн помещений, мероприятий — прозрачные экраны задействуют для оригинального, современного оформления торговых центров, офисных зданий, аэропортов, выставочных залов, шоу-румов, их также задействуют на шоу и концертах;
светящиеся фигурные конструкции — сетку можно располагать не только в одной плоскости, поэтому появляется возможность создания экранов нестандартных форм.

Светодиодная реклама — один из ведущих инструментов продвижения бренда в оффлайн формате. А на большом прозрачном экране она выглядит ярко, эффектно и представительно.

Устройство и возможности прозрачных LED экранов

Основная масса таких экранов предназначена для использования на улице, но на рынке представлены и внутренние модели. Рассмотрим особенности конструкции каждого типа.

Наружные прозрачные LED-экраны

В основе наружных прозрачных светодиодных дисплеев использована DIP технология. Пиксели в них созданы при помощи ярких светодиодов, расположенных группами по 3 или 4 штуки (один или два красных, синий, зеленый).

На экранах такого масштаба не так важна мелкая детализация, и в то же время они должны отчетливо показывать картинку даже в яркий солнечный день. Все это обеспечивают вытянутые DIP светодиоды. Поэтому именно они и используются в производстве таких экранов. Кроме того, стоимость изготовления дисплея на DIP технологи сравнительно небольшая.

Сами же DIP светодиоды представляют собой вытянутые пластиковые или стеклянные компоненты с проводником, кристаллом и отражателем внутри. Ток проходит через контакты, которыми светодиод монтируется в сквозные отверстия на основании.

Специальные светофильтры защищают пиксели от влияния ультрафиолета, так как экраны рассчитаны на работу на улице. Дополнительная пленка поверх LED-экрана обеспечивает повышенную защиту от влияния внешних факторов: дождя, ветра, механических повреждений.

Внутренние прозрачные LED-дисплеи

Внутренние дисплеи такого же типа не оснащаются ни защитной пленкой, ни светофильтрами.

Их яркость намного ниже уличных моделей, но зато разрешение гораздо выше, так как они рассчитаны на просмотр со сравнительно небольшого расстояния.

Чтобы добиться высокого качества картинки, здесь используют более современную технологию под названием SMD. В ней применяются компактные светодиоды, монтируемые на подложку. В одном компоненте, образующем пиксель, сосредоточено три разноцветных светодиода. Такой экран представляет собой конструкцию из светодиодов, расположенных между катодным и анодным слоями на основании в виде подложки.

Особенности прозрачных экранов

За счет особенностей конструкции такие экраны можно использовать вдоль витрин, зданий и при этом зритель сможет видеть не только картинку на экране, но и то, что находится за ним. Это эффективный инструмент для рекламодателей, корпораций, представителей сферы дизайн и др.

Если разместить такую конструкцию перед фасадом здания, она не будет затенять солнце, а из окон можно будет полноценно просматривать происходящее на улице. В то же время, снаружи зрители будут видеть в первую очередь не фасад дома, а картинку на экране. Применение конструкций на зданиях, витринах поможет не только привлечь внимание клиентов, но и повысит респектабельность компании и бренда.

За счет особенностей конструкции модули такого экрана соединяются практически бесшовным образом, поэтому картинка остается целостной при любых габаритах дисплея. Квадратный метр экрана потребляет всего около 300Вт электричества.

Технические характеристики экрана-сетки

В зависимости от условий эксплуатации: снаружи или внутри здания, технические характеристики прозрачных светодиодных дисплев варьируются в большом диапазоне, а именно:

Наружные	Внутрение
Яркость	6000-10000 кд/кв.м	1500-6000 кд/кв.м;
Технология	DIP	SMD
Влагозащита	Есть	Нет
Защита от ультрафиолета	Есть	Нет
Шаг пикселя	До 25 мм	До 10 мм
Прозрачность	60-80%	60-80%
Срок эксплуатации	Более 10000 часов	Более 10000 часов

Плюсы и минусы

Прозрачные светодиодные экраны-сетки обходят своих традиционных LED-собратьев по ряду характеристик:

уникальность конструкции — это по-настоящему инновационный продукт, конструктивные особенности которого в виде прозрачного основания делают его незаменимым в наружной и indoor рекламе мегаполисов;
неограниченный размер и форма — из модулей можно собрать экран диагональю хоть и несколько десятков метров, к тому же, конструкция не обязательно должна быть плоской;
экономичность — за счет большого шага пикселей такие дисплеи не столь потребительные, и их эксплуатация обходится в разы дешевле обычных LED-экранов аналогичных размеров;
легкость — вес в 12 кг на квадратный метр позволяет удобно и просто монтировать экран, а для его поддержки нужна не столь массивная конструкция.

Но наряду с достоинствами эти экраны могут оказаться неактуальными по ряду следующих недостатков сравнительно с обычными LED-дисплеями:

большой шаг пикселя — экран рассчитан на просмотр с большого расстояния, если смотреть буквально с пары метров, картинка не будет выглядеть отчетливо;
дороговизна — наверное, основной недостаток таких конструкций, что их модули стоят дороже обычных LED-конструкций.

Взвесьте преимущества и недостатки, учитывая ваши потребности и возможности. В результате вы определитесь, нужен ли вам именно такой экран, или можно остановиться на традиционной конструкции.

Актуальные цены

Среди весомых недостатков этой инновационной технологии — высокая стоимость. Экран площадью в десять квадратов обойдется минимум в два миллиона рублей.

Цены стартуют от 200 тысяч рублей за квадратный метр. И это для внутренних моделей. Из-за более сложной конструкции наружных дисплеев (наличия дополнительной защиты) — они обходятся процентов на десять дороже, хотя в основе использована и недорогая технология DIP.

Цена конструкции в основном зависит от таких характеристик:

уровня прозрачности;
типа технологии;
шага пикселя;
качества комплектующих;
наличия защиты;
типа подложки и др.

Чтобы определиться с необходимой комплектацией, проанализируйте цели, для которых будет использоваться экран, и условия его эксплуатации.

Визуализация патента Letsgodigital

Но нюанс в том, что мечты о прозрачном телефоне появились еще в начале 2000-х годов, и несколько компаний даже пытались реализовать эту задумку. Я собрал несколько примеров из прошлого, чтобы понять, почему мы до сих пор не ходим с прозрачными устройствами и вряд ли начнем.

Идея прозрачного телефона прошла несколько этапов. Первым шагом к этому стал LG GD900 Crystal — телефон-слайдер с полностью прозрачной цифровой клавиатурой. Это чисто дизайнерское решение, которое было еще и не слишком удобным, потому что сенсорные клавиши уступают по удобству физическим.

Зато как устройство для «вау»-эффекта и демонстрации технологии — это отличный телефон. Благодаря LG GD900 Crystal стало понятно, что спрятать «начинку» телефона и оставить полностью прозрачную панель в принципе возможно. Осталось только перенести эту идею на экран.

Следующей попытки не пришлось ждать долго — в том же 2009 году появился Sony Ericsson Xperia Pureness. Это телефон с прозрачным экраном, через который можно увидеть пол и свои руки. Но из-за особенности технологии он мог отображать только оттенки серого.

Экран Xperia Pureness был неполностью прозрачным, а слегка затемненным, иначе изображение совсем было бы нечитаемо. Хотя и это не помогло — контрастность и яркость на таком экране в принципе не может быть высокой, поэтому очень сложно что-то на нем увидеть, на улице в солнечную погоду.

В 2010 году Lenovo пошла еще дальше — показала первый телефон S800 с прозрачным цветным дисплеем. При этом принципиально он ничем не отличается от Xperia Pureness: экран научился передавать цвета, но оставался все таким же блеклым.

При этом стоит учитывать, что этот телефон появился в продаже только в 2011 году, когда на рынке уже существовали iPhone 4 и Samsung Galaxy S2. Кому в это время нужен был кнопочный телефон, пусть и с необычным прозрачным дисплеем — хороший вопрос. Многие компании до сих пор практикуют такие эксперименты для прощупывания почвы. Мало ли, вдруг идея зайдет.

Даже такую простую идею, как телефон с прозрачным экраном, пытались всячески модернизировать. В 2012 году японские компании Docomo и Fujitsu представили Android-смартфон с двусторонним прозрачным дисплеем — сенсор работал не только с лицевой стороны, но и с задней. Опять же, практического применения у такого решения нет, только демонстрация — вот как мы еще можем. Неудивительно, что дальше прототипа этот проект не ушел.

На этом эксперименты не закончились.

В 2013 году появился первый телефон с полностью прозрачным корпусом и экраном — это устройство от тайваньской компании Polytron. Специально для него сделали стекло, которое в выключенном режиме становится прозрачным, большая часть компонентов тоже остается невидимой. Заметить можно только основную плату, камеру и контакты, особенно забавно смотрятся SIM-карта и microSD.

Само собой, пользоваться таким смартфоном невозможно — его дисплей тусклый, автономность никакая, нормальный процессор в него не поставишь. Но при всех недостатках его даже планировали продавать в России за 30 тысяч рублей, столько же в то время стоил iPhone 5. Хотя до полок российских магазинов прозрачный телефон так и не добрался.

Lenovo в 2015 году решила вернуться к идее прозрачного телефона. Правда, она показала только прототип смартфона под дочерним брендом Zuk. Экран устройства был прозрачным, но мог затемняться настолько, чтобы изображение по качеству и яркости было приближено к привычным дисплеям в других смартфонах.

Опять же, после презентации Lenovo не вспоминала об этом прототипе.

Еще один прототип был у Vivo — у него немного другая конструкция. У смартфона стоит прозрачный экран, но вокруг него есть массивная рамка, которая похожа на защитный бампер. В этой рамке спрятали всю «начинку».

Вряд ли что-то подобное можно было реализовать в 2016 году, собственно, дальше концепта эта идея и не ушла.

Уже ближе к нашему времени об идее прозрачного экрана забыли. Появилась мода на прозрачные корпуса для смартфонов, но для этого используют обычные крышки из прозрачного пластика или стекла. Это уже не так интересно.

Только в этом году Xiaomi придумала другое устройство с прозрачным экраном — это премиальный телевизор Mi TV LUX за полмиллиона рублей. В него установили 55-дюймовую прозрачную OLED-панель с разрешением 4K.

Xiaomi выпустила этот телевизор в честь своего 10-летнего юбилея, он доступен лимитированным тиражом. В этом случае прозрачный дисплей никак не влияет на функциональность, зато посреди комнаты такой телевизор сможет удивить всех гостей. А смотреть на таком экране кино вряд ли удастся, стена за ним все равно остается видна.

Более полезное применение прозрачным экраном нашли в пекинском метро. Компания LG в рамках эксперимента установила в вагоны вместо привычных стекол 55-дюймовые дисплеи, которые показывают карту метро и одновременно позволяют видеть станции снаружи.

Другой вопрос — насколько оправданно это решение с финансовой точки зрения.

Что в итоге

Мне кажется, что фантазии о прозрачных телефонах так и останутся фантазиями. Практика в виде нескольких устройств показывает, что прозрачный экран не дает никаких преимуществ, а только создает дополнительные трудности. Я не могу понять, зачем людям видеть свою руку через дисплей. Или же нужно делать так, чтобы смартфон мог регулировать уровень прозрачности, но тогда возникает вопрос —зачем изначально идти на такой шаг.

Поэтому мне слабо верится, что Samsung действительно работает над полностью прозрачным смартфоном. У множества других компаний есть несколько подобных патентов, но пока никто из них не запустил такое устройство в массовое производство. Производители не смогут объяснить, зачем пользователям нужен прозрачный экран — если у вас есть идеи, расскажите о них в комментариях.

См-через дисплей или прозрачный дисплей представляет собой электронный дисплей , что позволяет пользователю видеть то , что отображается на экране в то время как еще в состоянии видеть сквозь него. Основное применение этого типа дисплеев - проекционные дисплеи , системы дополненной реальности , цифровые вывески и общая крупномасштабная пространственная модуляция света . Их следует отличать от систем комбинирования изображений, которые достигают визуально схожих эффектов за счет оптического комбинирования нескольких изображений в поле зрения. Прозрачные дисплеи включают активную матрицу дисплея в поле зрения, что обычно позволяет им быть более компактными, чем системы на основе комбинаций.

В целом, существует два типа лежащих в основе технологии прозрачных дисплеев: поглощающие (в основном ЖК-дисплеи) и излучающие (в основном электролюминесцентные , включая светодиоды и излучатели с высоким полем). Абсорбирующие устройства работают, выборочно уменьшая интенсивность света, проходящего через дисплей, в то время как излучающие устройства выборочно добавляют к свету, проходящему через дисплей. Некоторые системы отображения сочетают в себе как поглощающие, так и излучающие устройства, чтобы преодолеть ограничения, присущие любому из них. Излучающие технологии отображения достигают частичной прозрачности либо за счет вкрапления невидимых мелких непрозрачных эмиттерных элементов с прозрачными областями, либо за счет того, что они частично прозрачны.

СОДЕРЖАНИЕ

История

Развитие практичных прозрачных дисплеев быстро ускорилось в конце первого десятилетия 21 века. Первым коммерческим прозрачным дисплеем был Sony Ericsson Xperia Pureness, выпущенный в 2009 году, но он не имел успеха на рынке из-за того, что экран не был виден снаружи или в ярко освещенных помещениях. Samsung выпустила свой первый прозрачный ЖК-дисплей в конце 2011 года, а Planar опубликовала отчет о прототипе электролюминесцентного прозрачного дисплея в 2012 году. Вскоре после этого британская компания Crystal Display Systems начала продавать прозрачные ЖК-дисплеи, восстановленные из обычных ЖК-дисплеев. LG продемонстрировала прозрачный ЖК-дисплей в 2015 году. В конце 2010-х годов начали появляться прозрачные OLED-дисплеи. Например, LG, Prodisplay и taptl используют обычную ЖК- технологию. LG также использует технологию OLED. LUMINEQ прозрачные дисплеи , изготовленные Beneq являются тонкопленочный электролюминесцентный дисплей включается осаждения слоя атомной (ALD). Эта технология отображения была использована Valtra в 2017 году при разработке проекционного дисплея SmartGlass на тракторах. Samsung и Planar Systems ранее производили прозрачные OLED-дисплеи, но прекратили их выпуск в 2016 году. Prodisplay использовала технологии OLED и LCD, но больше не производит прозрачные OLED-дисплеи.

Как это работает

Воспроизвести медиа

Существуют две основные технологии прозрачных дисплеев: ЖК-дисплей и светодиод. Светодиодная технология старше и излучает красный цвет, OLED новее, чем оба, использующие органическое вещество. хотя прозрачные OLED-дисплеи становятся все более доступными. Обе технологии в значительной степени являются производными от обычных систем отображения, но в прозрачных дисплеях разница между поглощающей природой ЖК-дисплея и излучающей природой OLED придает им очень разный внешний вид. ЖК-системы накладывают узор затенения и цвета на фон, видимый через дисплей, в то время как системы OLED накладывают узор светящегося изображения на фон. Дисплеи TASEL представляют собой прозрачные тонкопленочные электролюминесцентные дисплеи с прозрачными электродами.

ЖК-дисплей

ЖК - панель может быть «сквозной» без приложенного напряжения , когда скрученный нематический LCD оснащен скрещенных поляризаторов. Обычные ЖК-дисплеи имеют относительно низкую эффективность передачи из-за использования поляризаторов, поэтому они имеют тенденцию казаться несколько тусклыми на фоне естественного света. В отличие от светодиодных прозрачных дисплеев, прозрачные ЖК-дисплеи не производят собственного света, а только модулируют входящий свет. ЖК-дисплеи, предназначенные специально для прозрачных дисплеев, обычно имеют повышенную эффективность передачи. Небольшие прозрачные ЖК-дисплеи были коммерчески доступны в течение некоторого времени, но только недавно поставщики начали предлагать устройства с размерами, сопоставимыми с ЖК-телевизорами и дисплеями. В 2011 году Samsung выпустила 22-дюймовую панель с прозрачным дизайном. По состоянию на 2016 год их производили Samsung, LG и MMT, причем ряд поставщиков предлагал продукты на базе OEM-систем этих производителей. Альтернативный подход к коммерциализации этой технологии - предложить обычные системы отображения с задней подсветкой без системы задней подсветки. ЖК-дисплеи часто также требуют удаления слоя рассеивателя, чтобы приспособить их для использования в качестве прозрачных дисплеев.

Ключевым ограничением эффективности прозрачного ЖК-дисплея являются фильтры с линейной поляризацией. Идеальный линейный поляризатор поглощает половину входящего неполяризованного света. В ЖК-дисплеях свет должен проходить через два линейных поляризатора в скрещенной или параллельной конфигурации.

Светодиодные экраны должны иметь два слоя стекла по обе стороны от набора адресуемых светодиодов . Для этой цели использовались как неорганические, так и органические ( OLED ) светодиоды. Более гибкие (в прямом и переносном смысле) OLED вызвали больший интерес к этому приложению, хотя по состоянию на июль 2016 года единственный коммерческий производитель Samsung объявил о прекращении производства продукта. OLED состоят из излучающего и проводящего слоя. Электрические импульсы проходят через проводящий слой и производят свет в излучающем слое. Это отличается от ЖК-дисплеев тем, что OLED-светодиоды излучают собственный свет, что создает заметно иной визуальный эффект с прозрачным дисплеем. Узкий зазор между пикселями экрана, а также прозрачные катоды внутри позволяют экранам быть прозрачными. Известно, что в прошлом эти типы экранов были сложными и дорогими в производстве, но теперь они становятся все более распространенными по мере развития методов их производства. Прозрачные OLED-дисплеи излучают собственный свет, но не могут отображать черный цвет; это можно решить, добавив специальный ЖК-слой.

Пассивные прозрачные дисплеи

Исследователи Массачусетского технологического института разработали недорогую пассивную прозрачную систему отображения, в которой используются наночастицы.

В отличие от прозрачных ЖК-дисплеев и OLED, для которых требуются встроенные электронные модули для обработки визуальных сигналов или излучения собственного света, пассивный прозрачный дисплей использует проектор в качестве внешнего источника света для проецирования изображений и видео на прозрачную среду, в которую встроены резонансные наночастицы, которые выборочно рассеивают проецируемое изображение. свет. Такой подход устраняет недостатки, наблюдаемые у прозрачных ЖК-дисплеев и органических светодиодов, такие как высокая стоимость, сложность масштабирования по размеру и деликатное обслуживание.

Исследование Массачусетского технологического института коммерциализируется начинающей компанией Lux Labs, Inc.

TASEL Дисплеи

Дисплеи LUMINEQ TASEL основаны на технологии электролюминесцентных дисплеев . Стеклянная панель TASEL состоит из люминесцентного слоя фосфора, зажатого между двумя слоями прозрачных электродов. Дисплей сам по себе излучает свет и имеет прозрачность 80%. В отличие от ЖК-дисплеев и светодиодов, в которых используются органические материалы, на которые влияет окружающая среда, дисплеи TASEL являются неорганическими и невосприимчивыми к воздействию окружающей среды. Одним из недостатков дисплеев TASEL была невозможность отображать более одного цвета.

Головные дисплеи

А голова-дисплей установлен проекты изображения на прозрачный экран, что позволяет его пользователю видеть через дисплей.

Приложения

Исследователи Массачусетского технологического института работали над созданием недорогих прозрачных дисплеев с использованием наночастиц. По состоянию на 2019 год исследование Массачусетского технологического института было коммерциализировано начинающей компанией Lux Labs, Inc.

Дополненная реальность

Прозрачные экраны - это развивающийся рынок, у которого есть несколько потенциальных применений. Сотовые телефоны, планшеты и другие устройства начинают использовать эту технологию. Он имеет привлекательный внешний вид, но, что более важно, он также эффективен для приложений дополненной реальности . Устройство может добавить изюминку тому, что находится за экраном. Например, если вы просматриваете улицу через планшет с прозрачным дисплеем, устройство может наложить название улицы на экран. Это может быть похоже на просмотр улиц Google , только в режиме реального времени. Например, в Google Translate есть функция, которая позволяет пользователю направлять камеру на знак или писать на другом языке, и он автоматически отображает тот же вид, но с письмом на выбранном вами языке. Это может быть возможно и с прозрачными дисплеями.

Устройство , использующее прозрачный дисплей будет иметь гораздо более высокое разрешение и будет отображать гораздо более реалистичную дополненную реальность , чем видео дополненной реальности , которая принимает видео, добавляет свое собственное приложение к нему, а затем отображает , что на экране. Вместо этого было бы проще отобразить добавление на прозрачном экране. Microsoft HoloLens является применение этой идеи.

Розничная торговля

Эти дисплеи также используются в витринах магазинов. В витринах можно увидеть продукт изнутри, а также текст или рекламу на стекле. Этот тип витрины становится все более популярным, поскольку прозрачные экраны становятся дешевле и доступнее.

Этап мероприятия

Прозрачный светодиодный экран может использоваться сценографами и продюсерами мероприятий для реализации творческих визуальных эффектов, подобных голографии.