stringtranslate.com

Прозрачный дисплей

Оптический сумматор для прозрачного дисплея

Прозрачный дисплей или прозрачный дисплей — это электронный дисплей, который позволяет пользователю видеть то, что отображается на экране, но при этом видеть сквозь него. Основные области применения 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 объединения нескольких изображений в поле зрения. Прозрачные дисплеи встраивают активную матрицу дисплея в поле зрения, что в целом позволяет им быть более компактными, чем комбинированные системы.

В целом существует два типа базовой технологии прозрачных дисплеев: поглощающие (в основном ЖК-дисплеи) и излучающие (в основном электролюминесцентные , включая светодиоды и излучатели «сильного поля»). Поглощающие устройства избирательно уменьшают интенсивность света, проходящего через дисплей, тогда как излучающие устройства избирательно увеличивают интенсивность света, проходящего через дисплей. Некоторые системы отображения сочетают в себе как поглощающие, так и излучающие устройства, чтобы преодолеть ограничения, присущие каждому из них. Технологии эмиссионного отображения обеспечивают частичную прозрачность либо за счет вкрапления невидимых небольших непрозрачных элементов излучателя с прозрачными областями, либо за счет частичной прозрачности.

История

Разработка практичных прозрачных дисплеев быстро ускорилась примерно 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. [1] Вскоре после этого британская компания Crystal Display Systems начала продавать прозрачные ЖК-дисплеи, восстановленные из обычных ЖК-дисплеев. [2] LG продемонстрировала прозрачный ЖК-дисплей в 2015 году. [3] В конце 2010-х годов начали появляться прозрачные OLED. Например, LG, Prodisplay и Taptl используют традиционную ЖК -технологию. LG также использует технологию OLED. [4] [5] Прозрачные дисплеи LUMINEQ производства Beneq представляют собой тонкопленочные электролюминесцентные дисплеи, созданные методом атомно-слоевого осаждения (ALD). Эта технология отображения использовалась компанией Valtra в 2017 году для разработки проекционного дисплея SmartGlass [6] [7] на тракторах. Samsung и Planar Systems ранее производили прозрачные OLED-дисплеи, но прекратили их выпуск в 2016 году. [8] Prodisplay использовала технологию как OLED, так и LCD, но больше не производит прозрачные OLED-дисплеи. [9] [10] [11] [12] [13] [14] SeeThruDisplays.com начал коммерциализацию этих дисплеев в США с 2023 года, предлагая их обычным магазинам, владельцам рекламных щитов и фасадам больших зданий.

Как это работает

Существует две основные технологии прозрачных дисплеев: ЖК и светодиоды. Светодиодная технология старше и излучает красный цвет, OLED новее, чем обе, использующие органическое вещество. Хотя прозрачные дисплеи OLED становятся все более доступными, обе технологии во многом являются производными от традиционных систем отображения. В прозрачных дисплеях разница между поглощающей природой ЖК-дисплея и излучающей природой OLED придает им совершенно разный внешний вид. ЖК-системы накладывают рисунок теней и цветов на фон, видимый через дисплей, а системы OLED накладывают на фон светящийся рисунок изображения. Дисплеи TASEL представляют собой прозрачные тонкопленочные электролюминесцентные дисплеи с прозрачными электродами. [15]

Шаг пикселя и яркость:

Частичное отражение

Дисплей с частичным отражением показывает изображение, отражая его от гладкой прозрачной поверхности, такой как стекло или специальная пленка. [17]

приложение с эффектом призрака Pepper
Устройство, использующее полуотражающую стеклянную панель и экран для создания прозрачного дисплея.

Дисплеи с частичным отражением сравнительно просты, но их ограничения ограничены тем, что яркость отраженного изображения должна быть значительно ярче, чем источники света за пределами дисплея.

Типичным примером частично отражающих дисплеев является проекционный дисплей автомобиля или истребителя. Иллюзия призрака Перца — классический пример пассивного использования этой техники.

Наголовные дисплеи

ЖК-дисплей

ЖК - панель можно сделать «прозрачной» без приложенного напряжения, если скрученный нематический ЖК-дисплей снабдить скрещенными поляризаторами. Обычные ЖК-дисплеи имеют относительно низкую эффективность передачи из-за использования поляризаторов, поэтому они кажутся несколько тусклыми на фоне естественного света. В отличие от прозрачных светодиодных дисплеев, прозрачные ЖК-дисплеи не излучают собственный свет, а только модулируют входящий свет. ЖК-дисплеи, предназначенные специально для прозрачных дисплеев, обычно имеют повышенную эффективность передачи. Небольшие прозрачные ЖК-дисплеи уже некоторое время коммерчески доступны, но только недавно продавцы начали предлагать устройства, размеры которых сопоставимы с ЖК-телевизорами и дисплеями. В 2011 году компания Samsung выпустила специально разработанную прозрачную 22-дюймовую панель. По состоянию на 2016 год их производили Samsung, LG и MMT, при этом ряд поставщиков предлагали продукты на базе OEM-систем этих производителей. Альтернативный подход к коммерциализации этой технологии заключается в предложении обычных систем отображения с задней подсветкой без системы подсветки. ЖК-дисплеи часто также требуют удаления слоя рассеивателя, чтобы адаптировать их для использования в качестве прозрачных дисплеев.

Ключевым ограничением эффективности прозрачного ЖК-дисплея являются линейные поляризационные фильтры. Идеальный линейный поляризатор поглощает половину падающего неполяризованного света. В ЖК-дисплеях свет должен проходить через два линейных поляризатора, либо в скрещенной, либо в параллельной конфигурации.

ВЕЛ

Прозрачный OLED-дисплей

Светодиодные экраны должны иметь два слоя стекла с обеих сторон набора адресных 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 этого продукта. [18] OLED состоят из излучающего и проводящего слоев. Электрические импульсы проходят через проводящий слой и излучают свет в излучающем слое. Он отличается от ЖК-дисплеев тем, что OLED-дисплеи излучают собственный свет, который создает совершенно другой визуальный эффект на прозрачном дисплее. Узкий зазор между пикселями экрана, а также прозрачные катоды внутри позволяют экранам быть прозрачными. Раньше эти типы экранов было чрезвычайно сложно и дорого производить, но теперь они становятся все более распространенными по мере развития методов их производства. [19] Прозрачные OLED-дисплеи генерируют собственный свет, но не отображают черный цвет; Эту проблему можно решить добавлением специального слоя ЖК-дисплея.

Пассивные прозрачные дисплеи

Исследователи Массачусетского технологического института разработали недорогую и пассивную прозрачную систему отображения, использующую наночастицы. [20]

В отличие от прозрачных ЖК-дисплеев и OLED-дисплеев, которым 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 с резонансными наночастицами, которые избирательно рассеивают проецируемое изображение. свет. [21] Этот подход устраняет недостатки, наблюдаемые у прозрачных ЖК-дисплеев и OLED, такие как высокая стоимость, сложность масштабирования по размеру и деликатное обслуживание. [22] [23]

Исследование MIT коммерциализирует стартап-компания Lux Labs, Inc. [24]

ТАСЭЛ Дисплеи

Дисплеи Lumineq TASEL основаны на технологии электролюминесцентных дисплеев . [25] Стеклянная панель TASEL состоит из люминесцентного фосфорного слоя, расположенного между двумя слоями прозрачных электродов. Дисплей излучает свет сам по себе 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 окружающей среде. Одним из недостатков дисплеев TASEL была невозможность отображать более одного цвета. [26]

Приложения

Проекционный дисплей в самолете

Прозрачные дисплеи можно использовать для:

  1. Окна обычных магазинов: эти дисплеи предлагают высокоэффективную рекламу, превращая витрины магазинов в динамичные визуальные впечатления. Это может быть особенно выгодно для платформ обмена рекламой из-за их высоких цен за тысячу показов, обусловленных их эффективностью. [27]
  2. Рекламные щиты. Прозрачные дисплеи на рекламных щитах позволяют креативным рекламным агентствам создавать рекламу, которая плавно сочетает видеоконтент с фоном, создавая привлекательные и инновационные рекламные кампании. [28]
  3. Фасады больших зданий. Владельцы зданий могут использовать прозрачные дисплеи на фасадах, чтобы получать значительный доход от рекламы. Эти дисплеи не загораживают обзор жильцам, поскольку дисплеи прозрачны и сохраняют видимость внешнего пейзажа изнутри здания. [29]
  4. дополненная реальность и другие приложения, такие как торговые дисплеи и более сложные компьютерные экраны. [30] [31]

Прозрачные дисплеи на основе технологий OLED или microLED могут отображать черный цвет за счет добавления ЖК-дисплея, поскольку они не могут сделать это самостоятельно. Это связано с тем, что в OLED и микро-LED состояние ВЫКЛ соответствует черному (или, в данном случае, прозрачному, поскольку нет черного фона), а состояние ВКЛ соответствует белому; это связано с тем, что пиксели OLED и microLED излучают собственный свет. Прозрачные ЖК-дисплеи не могут отображать белый цвет, поскольку пиксели ЖК-дисплея не излучают собственный свет, а выборочно блокируют свет белой подсветки, хотя теоретически это можно исправить, добавив прозрачный монохромный дисплей microLED или OLED. В ЖК-дисплеях это происходит потому, что в выключенном состоянии пиксели выключаются, пропуская свет от подсветки, а в включенном состоянии пиксели включаются, блокируя свет. [32] [33] [34]

Исследователи Массачусетского технологического института работали над недорогим созданием прозрачных дисплеев с использованием наночастиц. [35] По состоянию на 2019 год исследование MIT коммерциализировалось стартапом Lux Labs, Inc. [36]

Дополненная реальность

Прозрачные экраны — это развивающийся рынок, который имеет несколько потенциальных применений. Эту технологию начинают использовать сотовые телефоны, планшеты и другие устройства. Он имеет привлекательный внешний вид, но, что более важно, он также эффективен для приложений дополненной реальности . Устройство может добавить свою изюминку к тому, что находится за экраном. Например, если вы посмотрите на 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 навести камеру на знак или надпись на другом языке, и он автоматически отображает то же изображение, но с надписью на выбранном вами языке. Это также возможно с прозрачными дисплеями.

Устройство, использующее прозрачный дисплей, будет иметь гораздо более высокое разрешение и будет отображать гораздо более реалистичную дополненную реальность, чем видеодополненная реальность , которая снимает видео, добавляет к нему собственное дополнение, а затем отображает его на экране. [30] Вместо этого было бы проще отобразить дополнение на прозрачном экране. Microsoft HoloLens — воплощение этой идеи.

Розничная торговля

Эти дисплеи также используются в витринах магазинов. В витринах представлен товар изнутри, а на стекле размещен текст или реклама. [31] Этот тип витрин становится все более популярным, поскольку прозрачные экраны становятся дешевле и доступнее.

Этап мероприятия

Прозрачный светодиодный дисплей может использоваться сценографами и продюсерами мероприятий для реализации творческих голографических визуальных эффектов.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Антикайнен, Мика; и другие. (2012). «Прозрачный эмиссионный тонкопленочный электролюминесцентный дисплей». Сборник технических документов симпозиума SID . 31 (1): 885–887. дои : 10.1889/1.1833096. S2CID  135606881.
  2. ^ «Прозрачные ЖК-дисплеи и комплекты» . Проверено 12 апреля 2021 г.
  3. ↑ Детвайлер, Билл (8 января 2015 г.). «CES 2015: LG Display демонстрирует прозрачные ЖК-экраны и изогнутые пластиковые OLED-экраны» . Techrepublic.com . Проверено 12 апреля 2021 г.
  4. ^ «LG 55EW5F-A: Прозрачная цифровая вывеска на основе OLED | LG Business в США» .
  5. ^ «49WFB | Специальный прозрачный дисплей | Широкоформатные дисплеи | LG Canada» . Архивировано из оригинала 06 апреля 2018 г. Проверено 23 апреля 2020 г.
  6. ^ «SmartGlass — ключевые данные всегда в вашей прямой видимости» . Команда Валтра . 04.05.2018 . Проверено 11 марта 2021 г.
  7. ^ «Valtra представляет обновленный дисплей SmartGlass» . www.valtra.com . 10 ноября 2019 г. . Проверено 11 марта 2021 г.
  8. ^ «Samsung прекращает выпуск своей линейки прозрачных OLED-телевизоров» . 25 июля 2016 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2018 г. Проверено 23 апреля 2020 г.
  9. ^ «Прозрачный ЖК-экран | Прозрачная панель дисплея» . Архивировано из оригинала 11 января 2019 г. Проверено 11 января 2019 г.
  10. ^ «Самсунг – Самсунг». Архивировано из оригинала 11 января 2019 г. Проверено 11 января 2019 г.
  11. ^ «Благодаря новому прозрачному дисплею Samsung помещает окно в Windows» . ядро77. Архивировано из оригинала 5 февраля 2013 года . Проверено 24 октября 2012 г.
  12. ^ Кигер, Патрик (20 сентября 2012 г.). «Может ли телевизор быть прозрачным?». Как это работает. Архивировано из оригинала 31 октября 2012 года . Проверено 14 ноября 2012 г.
  13. ^ «Интерактивные прозрачные дисплеи» . www.tap.tl. Архивировано из оригинала 19 ноября 2015 года . Проверено 24 ноября 2015 г.
  14. ^ «Магия прозрачных технологий». 31 января 2017 г. Архивировано из оригинала 16 июня 2019 г. Проверено 23 апреля 2020 г.
  15. ^ «Электролюминесцентные дисплеи - материалоемкость» . Проверено 11 марта 2021 г.
  16. ^ «Прозрачные дисплеи» . Проверено 3 июня 2024 г.
  17. ^ Вивек Тхакур и Джон Ферри. «Технология TI DLP® Pico™ для проекционных дисплеев вторичного рынка
  18. ^ «Сообщается, что Samsung Display решила остановить производство прозрачных OLED» . OLED-информация . Архивировано из оригинала 30 августа 2016 года . Проверено 16 августа 2016 г.
  19. ↑ Фрейденрих, Крейг (24 марта 2005 г.). «Как работают OLED». HowStuffWorks.com . Проверено 17 октября 2012 г.
  20. ^ Прозрачные дисплеи в Массачусетском технологическом институте, заархивировано из оригинала 10 февраля 2020 г. , получено 13 декабря 2019 г.
  21. ^ Самнер, Томас (21 января 2014 г.). «Видео: превращение окон в киноэкраны». Наука | АААС . Архивировано из оригинала 13 декабря 2019 г. Проверено 13 декабря 2019 г.
  22. ^ «Исследователи MIT создали новый тип прозрачного экрана» . Бостонский журнал . 22 января 2014 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2019 г. Проверено 13 декабря 2019 г.
  23. ^ «Прозрачный дисплей без ограничений» . news.yahoo.com . Архивировано из оригинала 07.10.2019 . Проверено 13 декабря 2019 г.
  24. ^ "Неделя показов: Die Fensterscheibe als Leinwand" . c't Magazin (на немецком языке). Архивировано из оригинала 13 декабря 2019 г. Проверено 13 декабря 2019 г.
  25. ^ Бенек. «Технология Lumineq — Электролюминесцентные дисплеи». lumineq.com . Проверено 11 марта 2021 г.
  26. ^ «История (EL) электролюминесценции». LightTapeUK . Проверено 11 марта 2021 г.
  27. ^ «Прозрачные дисплеи» . Проверено 3 июня 2024 г.
  28. ^ «Прозрачные дисплеи» . Проверено 3 июня 2024 г.
  29. ^ «Прозрачные дисплеи» . Проверено 3 июня 2024 г.
  30. ^ Аб Киёкава, К.; Курата, Ю.; Оно, Х. (29 августа 2017 г.). «Оптический прозрачный дисплей для взаимного перекрытия реальной и виртуальной среды». Материалы Международного симпозиума IEEE и ACM по дополненной реальности (ISAR 2000) . стр. 60–67. дои : 10.1109/ISAR.2000.880924. ISBN 978-0-7695-0846-7. S2CID  9295821.
  31. ^ Аб Куо, Хуэй Пей и др. «Видеть сквозь дисплей». 0157708 А1. 30 июня 2011 г.
  32. ^ «Прозрачный OLED-экран | Прозрачный дисплей» . Архивировано из оригинала 12 января 2020 г. Проверено 9 апреля 2020 г.
  33. ^ «Прозрачный OLED-дисплей LG — огромный шаг в будущее дисплеев | Новости и пресса | Информационный дисплей LG» .
  34. ^ «ITRI исправляет «секретную информацию о виновности» на Touch Taiwan» . 9 сентября 2019 г.
  35. ↑ Антонимуту, Раджаманикам (22 января 2014 г.). «Прозрачные дисплеи для лобовых стекол автомобилей и оконной рекламы». Архивировано из оригинала 26 июня 2014 года . Проверено 23 января 2014 г. - через YouTube.
  36. ^ Прозрачный дисплей ClearBright, LuxLabs.co , получено 7 октября 2019 г.