浅谈-透明屏幕的军事应用

第924推文

近年来，透明显示技术发展迅猛，从透明手机屏、透明橱窗展柜、透明电视，到透明显示汽车玻璃、透明显示冰箱，各类产品层出不穷，应用场景丰富多样，给人们带来了炫酷的视觉体验和深刻印象，其未来发展充满想象力。

《钢铁侠2》中托尼日常使用的透明手机，酷炫狂拽有木有？

《钢铁侠2》

亦或者，像《普罗米修斯》中机器人大卫透过屏幕读取伊丽莎白·萧的生命体征指数。还能这样玩？

《普罗米修斯》

当然了，未必都是这样的体验。《极乐空间》中政务官员通过透明屏监督团队完成进度。相信你们和驴哥一样，是不是感觉干（shi）劲（fen）满（xiang）满（ku）？

《极乐空间》

透明显示一直给人一种神秘的感觉，但其实并不遥远。2009年索尼爱立信就推出了全球首款透明手机Xperia Pureness， 2011年联想也推出了彩色透明手机S800。虽然引起不小的轰动，但在当时因价位过高且并未有过多的使用场景赋能，透明手机并没有流行起来。随着智能手机的迭代升级，全面屏、折叠屏、无线充电等新元素不断加入，驴哥私以为透明手机不远啦。这不，上个月还看到网传的华为Mate 40概念图，真透明全屏手机，好香呀~

索尼爱立信Xperia Pureness(左)、联想S800(中)、华为Mate 40概念图(右)

有人说，这东西除了漂亮，还能干啥呀？

当然不是噜！

提升空间的通透性、无遮挡是透明显示的必杀技，可以用在很多地方。

想象一下：当你在办公室工作时，是不是眼前常常是各种屏幕，看的眼花缭乱？以后要是有了透明显示屏幕，根据使用需求决定是否开启，是不是瞬间感觉眼前一亮？当你外出时，透明屏用作车载，不再是单单呈现导航、音频等，而是直接与行车安全等信息挂钩，会不会对安全驾驶更多一份保障？和朋友逛商圈，透明信息显示可以很好的指引购物，富有个性的透明屏展现生动的广告，又燃又炫酷，十分吸引眼球；也会有商家通过屏幕来快速更新商品价格，既方便又高效；当走入店铺，选好商品准备支付时，通过指纹或者图像识别轻松在透明板上实现。

▋商用场景

透明屏幕逐步用于公共显示、互动景观、商店、智慧零售、商业展演、企业展厅、活动会场、车载显示等广泛场景，也可应用于空间设计、电影制作等方面，一方面给消费者带来炫酷感受，另一方面也实质提升了显示水平，展现出了较好的商业价值。

▋市场情况

透明显示有多重技术解决方案，但都有一定技术门槛、需要一定制造工艺，要求厂家前期在屏幕研发和生产方面有足够积累，才能研制出较好的透明显示屏幕。目前，市场上主要有两种商业模式：一是对高档次消费级产品，京东方、三星等实力强的大厂家直接把控研发、生产、销售全链条；二是对技术门槛稍低或定制化商用级产品，一般由大厂进行OED、ODM代工，各类型技术/产品销售企业面向市场进行营销。

▋如何看待透明屏的军事前景

单从短期军事应用看，透明显示属于一种辅助性、增强型技术，而非革命性、颠覆性技术，也不是战斗力提升的刚性需求。虽然在消费级产品和商用领域，特别是高端产品销售、高端家装等方面，已经有了较为成熟的商业解决方案，但此类场景远离军事应用，没有现实的军事意义。

但是，构建全域能力、设计未来战争，不能以机械化思维、“是非二元论”来判断一项技术的军事应用。特别是随着军事斗争、战争形态、指挥样式、作战形式等丰富拓展，多样化、定制化的军事应用需求逐渐增多，更应该以开放、前瞻的视角，积极推进消费领域新技术向军事应用转化。

事实上，DARPA在2014年就为士兵设计了一款结构简单、使用便利的平视显示器（Heads-updisplay system，HUD）。这种装置附在士兵头盔上并把显示屏置于眼睛前方，比谷歌眼镜显示器要大很多，且非虹膜投影，不易造成视觉疲劳，不用刻意聚焦视觉，深受军方好评。

着眼提升打赢未来战争能力，必须从两个方面加强新技术的转化应用：①军事需求研究，系统性推进军事需求工作，用正确的体制运行、科学的方法开展、准确的语言描述，在真正的作战需求中，寻找技术应用场景；②新技术跟踪研究，科学性、成体系分析新技术发展及现实效益，开发应用场景，加快技术转化。两者双轮驱动，缺一不可。

▋透明屏的军事应用场景

指挥所显控增强

透明屏幕可叠加在地图、沙盘之上，进行透明逼真现实，增强作战场景逼真感，提高指挥员指挥筹划时对战场情况、战争态势的感知能力和感性认识；也可直接作为显控屏幕，如OLED屏幕即可双侧观看，又可进行触控，大幅增强显示的逼真性、互动性。

单兵头盔显示

选取DNP或夹层TFEL等技术，将单兵头盔前方防护玻璃变成透明显示器，进行命令传达、战场观察、地形查看、夜视呈像等，大幅增加士兵对战场感知、信息获取能力。

驾驶舱挡风玻璃显示

此类应用技术成熟度较高，具体应用较为广泛，如战斗机、大型运输机驾驶舱，均有投影式的平视显示器（HUD）。下步，随着战斗车辆、坦克等的操作信息、显示屏和仪表数量不断增加，以及辅助驾驶概念落地，HUD显示的应用也将逐步推广。

机房、操作间、仓储间等玻璃墙显示

目前，大型机房、关键物品仓储间、关键设备操作间等都用透明玻璃作为幕墙，便于值勤人员观察内部情况，这类场景可以较好地应用透明显示技术，强化对环境情况、设备运行的监控显示，如直接在玻璃墙上显示监控界面、关键数据等，大幅增强值勤效率。

▋透明显示技术分类

透明面板，就是在关闭时像普通的玻璃一样透明，而工作时不仅能让我们看到面板上显示的图像，还能够看到显示屏背后的物体。在目前已报道的案例中，PDP、LCD、Micro-LED、OLED 等技术都可以实现透明显示，下面我们来进行简单介绍：

PDP 透明显示

如今 PDP 显示屏的产品已非常少见，它的工作原理与常见的日光灯类似，是一种利用气体产生等离子体放电，然后激发荧光粉发出可见光的显示技术。由于 PDP 不需要TFT 驱动电路，因此只要把面板中不透明的电极、荧光粉、阻隔层替换掉就可以实现透明显示。2011 年，韩国大田科学技术院使用透明度很高的二氧化硅溶胶凝胶作为绝缘层、SU-8 光刻胶作为阻隔层，得到了透过率接近 63%的PDP 显示屏，取得了良好的视觉效果。

液晶透明显示

LCD 属于非自发光的显示技术，它依靠背光源发出的光通过红绿蓝彩色膜来显示不同的颜色。要用 LCD 技术实现透明显示，一般来说有两种方法，第一种是去除背光源，利用外界光作为光源来实现透明的效果，第二种是对背光模组进行重排，将背光源放置在显示屏的边侧。前者适合做大尺寸面板，而后者适合用于小尺寸产品。2012 年，京东方展示的国内首款 32 寸透明液晶显示屏就是采用第一种方法，该显示屏具有全高清、功耗低、宽视角、对比度高的特点，成为当时展会上的焦点。

Micro-LED 透明显示

Micro-LED 是微发光二极体显示器，属于自发光的显示技术，由尺寸在 10 微米以下的 LED 晶粒组成发光像素。由于发光像素尺寸极小，因此具有制作透明显示器的先天优势。2019 年，天马在 SID 会议上展示了与 PlayNitride 合作完成的 7.56 寸透明度达 60%的 Micro-LED 显示产品，该样机分辨率达 114PPI，边框小于 0.8mm，可用于车载显示器。但 Micro-LED 技术至今仍未成熟，在巨量转移、晶粒良率、三基色显示化等方面仍需要一段时间的技术沉淀。

OLED 透明显示

OLED 透明显示利用其自发光、轻薄的特性，厚度能控制在 1mm 左右，用该技术做出来的手表、电视、橱窗等产品具有独特的魅力，三星、LG Display、松下等公司已经展出了相关样机。虽然 OLED 厚度很薄，但它采用的 LTPS（低温多晶硅）驱动电路和一些功能层的透过率却很低，因此要实现透明显示，需要对电路重新排布或者把不透明的功能层替换成透明材料，才能获得更高的透过率。

透明 OLED 显示技术分析

目前常见的透明 OLED 面板透过率在 45%左右，利用OLED 轻薄、自发光的特点，要实现透明显示并不困难，结合我们的生产经验可分为以下三个方面进行技术介绍：

透明基板技术

市场上常见的 OLED 面板产品大多采用 LTPS 作为驱动电路，分辨率越高，电路排布越密集。而电路部分的光透过性不佳，尤其是用 ITO/Ag/ITO 作为阳极的全反射层完全不透光，因此，我们首先考虑到的是对 TFT 电路进行重新排布，通过让发光像素和电路紧凑排列来腾出透光的区域。

另外，我们尝试以四个像素为一组，只保留一个像素作为发光显示区，其余三个像素为非显示区，去除非显示区的阳极、平坦层和像素定义层，由此方法得到的基板透明开口率达 56%。从材料角度来说，颜色越深对光线吸收能力越强，目前平坦层、像素定义层所使用的材料透过率约为 70%，因此选用透明的材料替代它们可进一步提高基板的透过率。

透明阴极技术

顶发光 OLED 器件一般选用透明材料作为阴极。ITO（氧化铟锡）是透明度达 90%以上的良导体，通过磁控溅射的方式将它沉积在有机薄膜表面充当阴极，可以在获得良好透明性的同时减弱微腔效应带来的视角色偏。考虑到溅射过程中产生的 Plasma 可能对OLED 器件性能产生不良影响，研究人员使用 PLD（脉冲激光沉积）技术实现了无损伤沉积 ITO 薄膜的效果。除了 ITO以外，纳米银线、石墨烯、金属网格等都是在透明性和导电性方面表现出众的材料，它们的存在推动了透明面板的发展。

其他改善技术

光损失机制中，我们将光在不同折射率材料界面存在的反射损失称为菲涅尔损失。要提高透明度，必须想方设法将光线穿过显示面板时的光损失降低。例如封装玻璃与盖板玻璃之间存在一层空气间隙，而玻璃与空气之间存在光学不匹配导致光损失。如果使用透明消气剂填充其间，那么不仅可以提高面板的透明度，还可以增强面板的抗压强度。另外，常见的玻璃透过率一般为 91%，研究表明，在玻璃表面贴一层抗反光涂层来减少外界光的反射，可以使玻璃的透过率提高至 98%，对于改善透明度来说是一种简单易行的方法。

文章来源：科技新军观、TP世界、科技黑驴