在剛剛過去的國慶假期，深圳地鐵10號線再次成為了網紅打卡點。這條地鐵線路不僅通往各個旅游景點，其本身也是國內第一條云計算軌道交通路線，更令人感到驚喜的是，這條地鐵線的車窗采用了透明OLED顯示屏。
記者了解到，只要觸摸這些透明智慧車窗，就可以看視頻、讀新聞，還可以了解各類實時資訊，如列車運行信息、基于位置服務信息(LBS)、軌道交通換乘信息、實時航班信息、路面交通擁擠度信息、天氣預報信息、緊急服務信息等。
透明子像素是顯示屏“裸妝”的關鍵
這款觸控操作式智慧車窗由中車青島四方車輛研究所有限公司(以下簡稱中車四方所)技術團隊設計研發。中車四方所研發工程師李培遠告訴科技日報記者：“透明OLED車窗系統，其實就是將透明OLED顯示屏與傳統地鐵車窗相結合。”
透明OLED顯示屏如何實現高清彩色畫面顯示?
首先，所有的OLED屏本身都具有“自發光”的特性，這意味著OLED屏幕上每個紅色、綠色或藍色子像素都會自己發光，而不需要依賴額外的背光源，可以省去傳統的LCD屏幕中常見的液晶層、背光層等模組，實現更高的色彩對比度，并在形態上更為輕薄。
但對于透明OLED顯示屏來說，真正的難點是讓這些數以百萬計的像素點變得“足夠透明”，為此面板廠商引入了“透明像素點”的概念。據OLED屏幕知名制造企業LG此前公布的一項技術顯示，透明OLED屏是在原有的紅綠藍白四像素基礎上，新增了一種“透明子像素”。這種像素并不會發光，也不會參與到圖像顯示，但它自身卻是由高透明材料制成的。
為了進一步提升透明度，LG將每一顆正方形像素壓縮成只有原來一半大小的長方形像素，占據原來一半的面積，而每顆像素邊上的另一半區域就空余出來，讓光線穿過，從而實現更高的透光率。簡單來說，透明OLED顯示屏實際上是“一半負責顯示，一半負責透明”。
當無數個這樣的像素點均勻地分布在面板上時，屏幕也自然而然地會獲得一定的通透效果，但同時又能兼顧彩色圖像的顯示。
記者了解到，深圳地鐵10號線透明OLED車窗系統，窗屏選用的透明OLED顯示屏規格為55英寸，就是由LG旗下的樂金顯示公司提供的。
“這款55英寸透明OLED觸摸顯示屏采用投射電容(P-Cap)薄膜技術，可提供靈敏的觸控體驗，同時比傳統的透明液晶顯示屏具有更高的透明度。”LG公開資料介紹，LG透明OLED觸摸顯示屏采用鋼化、防反射、防摔的玻璃制成，最薄處僅7毫米。使用者可根據物理環境和所需效果將其安裝在不同的結構和空間中，并且支持橫向和縱向顯示模式。
“中車四方所設計團隊創新采用超薄全貼合技術和高度集成化方案，使透明OLED顯示屏具有寬視角、全色彩、高透光率的優點。”李培遠說，智慧車窗在極其微小的像素空間內，將電路和微型發光體精密排布設計，讓OLED顯示屏具有透明屬性的同時，還可呈現出1080P(1920×1080)全高清彩色畫面。
觸控與顯示屏結合全靠超薄全貼合技術
那么，這種智慧屏幕又是如何與車窗完美結合的呢?
“技術團隊在車窗中空玻璃的基礎上，通過超薄全貼合技術，將透明OLED顯示屏和觸摸操作層內嵌在車窗中間。”李培遠說，中車四方所采用高度集成化方案，實現了將所有配套板卡和線材布置在車窗上，做到在確保高可靠性的同時便于安裝維護。
“每臺透明OLED顯示屏搭載的控制系統都設置有4G模塊和上網卡，提供4G上網功能。透明OLED車窗自帶電容觸摸功能，可與乘客進行人機交互。”李培遠說。
記者了解到，電容觸摸屏是由透明金屬氧化物作為涂層，與單層的玻璃表面相粘合。它不像電阻觸摸屏，任何觸摸都會形成信號，電容觸摸屏需要與手指直接觸摸，手指的電容能吸收觸摸屏每一個角的電流，并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，從而得出觸摸點。
那么，透明OLED顯示屏如何適配軌道交通行業的振動沖擊，又是如何滿足電磁兼容要求的?
李培遠解釋說，列車行車過程中電磁環境較差，而55英寸大尺寸觸摸屏易受外界干擾。在選擇車窗主控系統時，經過多方比選，研發人員最終選擇了研華RISC/ARM3.5寸單板電腦RSB-4680，就是看中了其在復雜環境下穩定運行的特點。
資料顯示，RISC/ARM3.5寸單板電腦RSB-4680，以其高性能運轉、工業級抗振寬溫的嚴苛設計標準、穩定可靠，能完美勝任地鐵等各類軌道交通應用中高度振動的惡劣環境。同時，提供Mini-PCIe,M.2等豐富的擴展資源，可擴展Wi-Fi、藍牙及蜂窩數據模塊。
“為更好地產品迭代升級并跨入5G物聯網時代，透明OLED顯示屏還為未來5G電視直播預留了5G接口。”李培遠介紹說，目前，為保證車窗系統的清晰流暢，每一臺車窗，均有中車四方所技術人員監測現場電磁環境情況，有針對性地設置不同的觸摸參數，以達到最好的觸摸效果。
透明OLED顯示屏尚不適配個性化應用
透明OLED顯示屏還適用于哪些場景，可用于家用轎車的車窗以及其他常用電子產品的顯示方案嗎?
據了解，地鐵的車窗玻璃尺寸較大，表面相對平坦，而家用轎車的車窗玻璃面積較小，還有一定弧度，對于透明OLED屏幕的顯示效果有一定影響。除了屏幕本身的客觀因素外，其顯示效果還受環境因素影響。由于屏幕為透明狀態，所以在顯示過程中，其背景環境也會透過屏幕顯示出來，影響觀感。在強光環境下，對比度效果較差。
此外，家用轎車的車窗要經歷數次升降，反復磨損極易破壞屏幕結構，與此同時，該屏幕還需要兼顧防水、防曬、防風等功能，這對制造工藝又提出了新的考驗。
記者了解到，早在2010年時，三星就推出了一款搭載透明OLED屏幕的概念筆記本電腦，用戶可以在半透明的屏幕上正常運行Windows系統，并直接進行觸控操作。今年8月中旬，小米也推出了一款“透明電視”，能夠像傳統電視一樣正常播出視頻內容。
業內人士表示，如今“透明”顯示屏已初步具備量產能力，但實際效果與現有的顯示屏仍有不小差距。因為OLED顯示屏變透明最重要的一步，就是增大像素之間的間距，通過加入透明不發光的部分，提升屏幕整體的透光率。
但增大像素間距同時會帶來一個問題，就是分辨率的降低。目前55英寸的透明OLED顯示屏的分辨率可達1080P，按照標準RGB的PPI(每英寸所擁有的像素數目)計算公式，該透明OLED顯示屏的PPI僅有40左右，而當前主流智能手機的屏幕PPI通常在300以上，少數2K分辨率手機PPI可以達到500以上。
像素密度過低就會導致屏幕出現比較明顯的“顆粒感”，近距離觀看時甚至可以隱約看到像素點。除了畫面精細度外，畫面的亮度和色彩表現也是透明OLED電子產品的短板。由于增加了透明不發光的部分，屏幕的亮度會因此受損。
李培遠告訴記者，作為一種較為新穎的顯示方案，透明OLED顯示屏未來的業務拓展主要面臨的問題有兩點，一是透明顯示屏制造成本較高，不利于推廣，另外受限于基礎技術的發展，針對每種不同尺寸的透明OLED顯示屏，都要進行與之相匹配的應用系統設計。
但李培遠也認為，隨著技術發展和應用市場的進一步擴大，待開發成本降低后，個性化定制透明顯示視窗將可以用在更多場景，例如地鐵站臺、商業展館等。
