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非必需的全拿掉,留下的一定要透明

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。

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。

壁畫電視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。

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。

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。

透明區域就像「百葉窗」開啟時的狀態以此類比,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。

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。

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。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。

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。

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。

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!

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