Una pantalla transparente es una pantalla electrónica que permite al usuario ver lo que se muestra en la pantalla sin dejar de poder ver a través de ella. Las principales aplicaciones de este tipo de pantalla son las pantallas de visualización frontal , los sistemas de realidad aumentada , la señalización digital y la modulación de luz espacial a gran escala en general . Deben distinguirse de los sistemas de combinación de imágenes que logran efectos visualmente similares combinando ópticamente múltiples imágenes en el campo de visión. Las pantallas transparentes integran la matriz activa de la pantalla en el campo de visión, lo que generalmente les permite ser más compactas que los sistemas basados en combinaciones.
En términos generales, existen dos tipos de tecnología de pantalla transparente subyacente: la de absorción (principalmente las pantallas LCD) y la de emisión (principalmente la electroluminiscente , que incluye los LED y los emisores de "campo alto"). Los dispositivos de absorción funcionan reduciendo selectivamente la intensidad de la luz que pasa a través de la pantalla, mientras que los dispositivos de emisión aumentan selectivamente la luz que pasa a través de la pantalla. Algunos sistemas de visualización combinan dispositivos de absorción y emisión para superar las limitaciones inherentes a cualquiera de ellos. Las tecnologías de pantalla de emisión logran una transparencia parcial ya sea intercalando elementos emisores opacos invisiblemente pequeños con áreas transparentes o siendo parcialmente transparentes.
El desarrollo de pantallas transparentes prácticas se aceleró rápidamente a finales de la primera década del siglo XXI. Una de las primeras pantallas transparentes comerciales fue la Sony Ericsson Xperia Pureness lanzada en 2009, aunque no tuvo éxito en el mercado debido a que la pantalla no era visible en exteriores o en habitaciones muy iluminadas. Samsung lanzó su primera pantalla LCD transparente a finales de 2011, y Planar publicó un informe sobre un prototipo de pantalla transparente electroluminiscente en 2012. [1] No mucho después, Crystal Display Systems, con sede en el Reino Unido, comenzó a vender pantallas LCD transparentes remanufacturadas a partir de pantallas LCD convencionales. [2] LG presentó una pantalla LCD transparente en 2015. [3] A finales de la década de 2010, comenzaron a aparecer OLED transparentes. LG, Prodisplay y taptl, por ejemplo, utilizan tecnología LCD convencional. LG también utiliza tecnología OLED. [4] [5] Las pantallas transparentes LUMINEQ fabricadas por Beneq son pantallas electroluminiscentes de película fina habilitadas por deposición de capa atómica (ALD). Valtra utilizó esta tecnología de visualización en 2017 para desarrollar su SmartGlass [6] Head-Up Display [7] en tractores. Samsung y Planar Systems fabricaban anteriormente pantallas OLED transparentes, pero las dejaron de fabricar en 2016. [8] Prodisplay utilizó tanto tecnología OLED como LCD, pero ya no fabrica pantallas OLED transparentes. [9] [10] [11] [12] [13] [14] SeeThruDisplays.com comenzó a comercializar estas pantallas en los Estados Unidos a partir de 2023, ofreciéndolas a tiendas físicas, propietarios de vallas publicitarias y fachadas de edificios de gran tamaño.
Existen dos tecnologías principales de pantallas transparentes: LCD y LED. La tecnología LED es más antigua y emite un color rojo, mientras que la OLED es más nueva que ambas y utiliza una sustancia orgánica. Aunque las pantallas transparentes OLED están cada vez más disponibles, ambas tecnologías son en gran medida derivadas de los sistemas de pantalla convencionales. En las pantallas transparentes, la diferencia entre la naturaleza absorbente de la LCD y la naturaleza emisiva de la OLED les da apariencias visuales muy diferentes. Los sistemas LCD imponen un patrón de sombreado y colores en el fondo que se ve a través de la pantalla, mientras que los sistemas OLED imponen un patrón de imagen brillante en el fondo. Las pantallas TASEL son esencialmente pantallas electroluminiscentes de película fina transparente con electrodos transparentes. [15]
Paso de píxeles y brillo:
Una pantalla de reflexión parcial muestra una imagen al reflejarla sobre una superficie lisa y transparente, como vidrio o película especial. [17]
Las pantallas de reflexión parcial son comparativamente simples, pero están limitadas por el brillo de la imagen reflejada, que debe ser considerablemente más brillante que las fuentes de luz más allá de la pantalla.
Un ejemplo común de pantallas parcialmente reflectantes es la pantalla de visualización frontal de un automóvil o un avión de combate. La ilusión del fantasma de Pepper es un ejemplo clásico que utiliza esta técnica de forma pasiva.
Un panel LCD puede hacerse "transparente" sin voltaje aplicado cuando un LCD nemático trenzado está equipado con polarizadores cruzados. Los LCD convencionales tienen una eficiencia de transmisión relativamente baja debido al uso de polarizadores, por lo que tienden a verse algo tenues contra la luz natural. A diferencia de las pantallas LED transparentes, las LCD transparentes no producen su propia luz, sino que solo modulan la luz entrante. Los LCD diseñados específicamente para pantallas transparentes generalmente están diseñados para tener una eficiencia de transmisión mejorada. Los LCD transparentes a pequeña escala han estado disponibles comercialmente durante algún tiempo, pero solo recientemente los proveedores comenzaron a ofrecer unidades con tamaños comparables a los televisores y pantallas LCD. Samsung lanzó un panel de 22 pulgadas diseñado específicamente para ser transparente en 2011. A partir de 2016, Samsung, LG y MMT los estaban produciendo, y varios proveedores ofrecían productos basados en sistemas OEM de estos fabricantes. Un enfoque alternativo para comercializar esta tecnología es ofrecer sistemas de pantalla retroiluminados convencionales sin el sistema de retroiluminación. Las pantallas LCD a menudo también requieren la eliminación de una capa difusora para adaptarlas para su uso como pantallas transparentes.
La principal limitación para la eficiencia de las pantallas LCD transparentes son sus filtros polarizadores lineales. Un polarizador lineal ideal absorbe la mitad de la luz no polarizada entrante. En las pantallas LCD, la luz debe pasar por dos polarizadores lineales, ya sea en configuración cruzada o en configuración paralela.
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Las pantallas LED tienen dos capas de vidrio a ambos lados de un conjunto de LED direccionables . Se han utilizado LED tanto inorgánicos como orgánicos ( OLED ) para este propósito. Los OLED más flexibles (literal y figurativamente) han generado más interés para esta aplicación, aunque a partir de julio de 2016 el único fabricante comercial Samsung anunció que el producto dejaría de fabricarse. [18] Los OLED constan de una capa emisiva y conductora. Los impulsos eléctricos viajan a través de la capa conductora y producen luz en la capa emisiva. Esto es diferente de los LCD en que los OLED producen su propia luz, lo que produce un efecto visual marcadamente diferente con una pantalla transparente. El estrecho espacio entre los píxeles de la pantalla, así como los cátodos transparentes en el interior, permiten que las pantallas sean transparentes. Estos tipos de pantalla han sido notoriamente difíciles y costosos de producir en el pasado, pero ahora se están volviendo más comunes a medida que avanza el método de fabricación. [19] Las pantallas transparentes OLED generan su propia luz, pero no pueden mostrar el negro; Esto se puede solucionar añadiendo una capa LCD especial.
Los investigadores del MIT desarrollaron un sistema de pantalla transparente, pasivo y económico que utiliza nanopartículas. [20]
A diferencia de las pantallas LCD y OLED transparentes que requieren módulos electrónicos integrados para procesar señales visuales o emitir su propia luz, una pantalla transparente pasiva utiliza un proyector como fuente de luz externa para proyectar imágenes y videos sobre un medio transparente con nanopartículas de resonancia incorporadas que dispersan selectivamente la luz proyectada. [21] Este enfoque mejora las deficiencias observadas con las pantallas LCD y OLED transparentes, como el alto costo, la dificultad de escalar en tamaño y el delicado mantenimiento. [22] [23]
La investigación del MIT está siendo comercializada por una empresa emergente, Lux Labs, Inc. [24]
Las pantallas Lumineq TASEL se basan en la tecnología de pantalla electroluminiscente . [25] El panel de vidrio TASEL consta de una capa de fósforo luminiscente intercalada entre dos capas de electrodos transparentes. La pantalla emite luz por sí misma y tiene una transparencia del 80 %. A diferencia de las pantallas LCD y LED que utilizan materiales orgánicos que se ven afectados por el medio ambiente, las pantallas TASEL son inorgánicas e inmunes al medio ambiente. Una de las desventajas de las pantallas TASEL era que no podían mostrar más de un color. [26]
Las pantallas transparentes se pueden utilizar para:
Las pantallas transparentes basadas en tecnología OLED o microLED pueden mostrar el color negro mediante la adición de una pantalla LCD, ya que no pueden hacerlo por sí solas. Esto se debe a que, en OLED y microLED, el estado OFF corresponde al color negro (o en este caso, transparente ya que no hay fondo negro) y el estado ON corresponde al color blanco; esto se debe a que los píxeles de OLED y microLED emiten su propia luz. Las pantallas LCD transparentes no pueden mostrar el color blanco porque los píxeles de la pantalla LCD no emiten su propia luz, sino que bloquean selectivamente la luz de una luz de fondo blanca, aunque esto podría solucionarse teóricamente mediante la adición de una pantalla microLED u OLED monocromática transparente. En las pantallas LCD, esto se debe a que, en el estado OFF, los píxeles se apagan, permitiendo que la luz de una luz de fondo pase a través de ellos, mientras que en el estado ON, los píxeles se encienden, bloqueando la luz. [32] [33] [34]
Los investigadores del MIT estaban trabajando en la creación de pantallas transparentes de bajo costo utilizando nanopartículas. [35] En 2019, la investigación del MIT estaba siendo comercializada por una empresa emergente, Lux Labs, Inc. [36]
Las pantallas transparentes son un mercado emergente que tiene varios usos potenciales. Los teléfonos móviles, tabletas y otros dispositivos están empezando a utilizar esta tecnología. Tiene una apariencia atractiva, pero lo más importante es que también es eficaz para aplicaciones de realidad aumentada . El dispositivo puede añadir su propio toque a lo que hay detrás de la pantalla. Por ejemplo, si miras a través de una tableta con una pantalla transparente hacia una calle, el dispositivo podría superponer el nombre de la calle en la pantalla. Podría ser similar a Google Street View , excepto en tiempo real. Por ejemplo, Google Translate tiene una función que permite al usuario apuntar la cámara a un cartel o a una escritura en otro idioma y muestra automáticamente la misma vista, pero con la escritura en el idioma que elijas. Esto también podría ser posible con las pantallas transparentes.
Un dispositivo que utilice una pantalla transparente tendrá una resolución mucho mayor y mostrará una realidad aumentada mucho más realista que la realidad aumentada con vídeo , que toma el vídeo, le añade su propio complemento y luego lo muestra en la pantalla. [30] Podría ser más sencillo mostrar el añadido en la pantalla transparente. Microsoft HoloLens es una aplicación de esta idea.
Estos expositores también se utilizan en escaparates. Los escaparates muestran el producto en el interior, así como textos o anuncios en el cristal. [31] Este tipo de vitrina se está volviendo más popular a medida que las pantallas transparentes se vuelven más baratas y están más disponibles.
Los diseñadores de escenarios y productores de eventos pueden utilizar una pantalla LED transparente para crear efectos visuales creativos de tipo holográfico.