那些你用過和沒用過的屏幕

楊洋

互聯(lián)網(wǎng)時代，不管你用的是智能手機、超級電視、臺式電腦、筆記本電腦還是平板電腦，都離不開一塊“屏幕”。但是這些大大小小、種類繁多的屏幕，仔細挑選起來，還真是有點燒腦。本期，我們就來起底各種屏幕的前世今生。

可達無限色的CRT顯示器

不知道大家對大腦袋的CRT顯示器是否還有印象，或許部分學(xué)校教室的墻上還掛著這樣的大家伙。

CRT顯示器全名叫陰極射線顯像管 （Cathode Ray Tube）顯示器，是德國物理學(xué)家布勞恩（Kari Ferdinand Braun）于1897年發(fā)明的，主要由顯像管電子槍、蔭罩和熒光屏組成。顯像管電子槍射出可見光束，穿過布滿幾十萬小孔的蔭罩，到達涂滿三原色的熒光屏上，隨后激發(fā)出紅、綠、藍的顏色組合，以像素的形式從左上角到右下角橫向、隔行掃描并依次發(fā)光，借此構(gòu)成一幅幅圖像。

CRT顯示器的優(yōu)點在于理論上可以達到無限色，所以目前在專業(yè)的作圖、校色領(lǐng)域仍然有CRT的身影。但是成也顯像管，敗也顯像管，顯像管的存在讓CRT顯示器存在著如電子輻射大、分辨率受限、壽命短等問題。

開啟平面顯示器大門的PDP

以前我們看電視時，顯示器經(jīng)常會突然“罷工”，圖像甚至還會發(fā)生扭曲。大多數(shù)情況下，只要我們重重地拍幾下顯示器的外殼，圖形就會自然恢復(fù)，這種情況就是因顯像管易老化、虛焊造成的。

而等離子顯示屏（Plasma Display Panel，簡寫為PDP）的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)象，也正式開啟了平面顯示屏幕的大門。

PDP于1964年由美國伊利諾伊大學(xué)的兩位教授Donald L.Bitzer及H.Gene Slottow發(fā)明。它的工作原理與日光燈很像。它采用等離子管作為發(fā)光元件，一個等離子管對應(yīng)一個像素，在管中注入惰性氣體或水銀氣體，利用加電壓方式，使氣體產(chǎn)生等離子效應(yīng)，放出紫外線，激發(fā)三原色。每個個體獨立發(fā)光，產(chǎn)生不同三原色的可見光，并利用激發(fā)時間的長短來產(chǎn)生不同的亮度，最高亮度可達1000 lx以上，相當于電視臺演播廳的標準照度。

上述性能讓PDP可以顯示出更多樣的色彩，制造出更薄、更大尺寸的屏幕。PDP的高亮度、高對比度，使得它成為電影屏幕的不二選擇。但是，由于PDP獨特的顯示方式，導(dǎo)致在長期顯示同一畫面時，容易出現(xiàn)不可逆的燒屏現(xiàn)象。同時，沒有小尺寸屏幕、高耗電、高發(fā)熱等因素，也制約了PDP的可持續(xù)發(fā)展，同時也給后來居上的LCD（Liquid Crystal Display）液晶顯示器有了可乘之機。

后來居上的LCD

液晶顯示技術(shù)于1968年問世。所謂液晶，就是介于液態(tài)與結(jié)晶態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。在常態(tài)下，其分子狀態(tài)排列有序且透明，一旦加電，它的分子排列就會被打亂，一部分液晶會改變光的傳播方向。液晶屏就是在液晶的前后，利用偏光片來阻擋特定方向的光線，讓其產(chǎn)生顏色深淺的差異，從而顯示出或單一或豐富的圖像。

不過真正的LCD量產(chǎn)產(chǎn)品直到1972年才出現(xiàn)，瑞士手表公司高路云（Gruen）首次將液晶顯示運用到手表上，并取名Teletime。隨后，日本的夏普、東芝、愛普生等公司，先后發(fā)布了液晶計算器、液晶顯示器、便攜式液晶計算機等液晶產(chǎn)品。但是當時的液晶顯示產(chǎn)品，對動態(tài)、靜態(tài)圖像的顯示表現(xiàn)并不好，而且可視角度小，拖影現(xiàn)象十分明顯，甚至在長達近20年的時間里都沒有實質(zhì)性的進步。因此，LCD僅被應(yīng)用于計算器面板、電子表和電器零件顯示器，以及早期的低價位筆記本電腦等一些對圖像顯示質(zhì)量要求不高的設(shè)備上。

進入尋常百姓家的TFT-LCD

直到1993年，TFT（Thin Film Transistor）薄膜晶體管出現(xiàn)，液晶顯示器才慢慢開始進入尋常百姓家。大到臺式機顯示器、電視機、筆記本電腦，小到PDA、MP4、MP3，但凡有屏幕顯示的地方都被TFT-LCD占據(jù)了。

TFT液晶屏屬于有源矩陣液晶屏，由每四個相互獨立的薄膜晶體管來驅(qū)動一個液晶像素，讓屏幕可呈現(xiàn)最高24bit色深的彩色圖像。而在分辨率上，也達到了最大1600×1200像素的水平。

在此之后，日本開始大力發(fā)展液晶顯示產(chǎn)業(yè)，從生產(chǎn)玻璃基板到濾色片、偏光片，再到導(dǎo)電膜和平板印刷，全球的每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，都有日本企業(yè)的支撐。索尼、日立、東芝、夏普都是那個年代樹立起來的日本顯示器品牌。直到現(xiàn)在，日本品牌的液晶顯示器仍是世界范圍內(nèi)認知度和品牌效應(yīng)最高的。

液晶屏的背光源

因為液晶本身不發(fā)光，因此所有的液晶屏幕都必須自帶“光環(huán)”——背光源。它是存在于液晶顯示器背后的一種可見光源，其性能直接影響到整個屏幕的顯示效果?？梢杂米鞅彻庠吹挠衅胀ǖ狞c光源燈泡、條狀的熒光燈管、扁平熒光燈、LED發(fā)光二極管等。

經(jīng)過一段時間的嘗試，在綜合考

慮壽命、亮度、體積、發(fā)熱量、穩(wěn)定性等各方面因素后，目前市面上的液晶顯示器以直下式和側(cè)光式的LED型背光源為主，這也就有了“LED顯示器”的誤傳。不管是直下式還是側(cè)光式，它們都是從節(jié)約成本的角度考慮，在屏幕的四周分布一到兩條LED發(fā)光二極管作為背光源，用導(dǎo)光板、增光膜、擴散膜、反射片等簡單的光學(xué)結(jié)構(gòu)達到照亮整個屏幕的目的。

但是這樣的設(shè)計，對LED光源的要求也提出了更高的要求，既要保證整個屏幕有足夠的亮度，又要盡可能減少漏光的出現(xiàn)（純黑屏的情況下，在屏幕的四周會有一圈白色亮光從屏幕中泄漏出來）。而這樣的漏光現(xiàn)象，是液晶顯示器無法徹底避免的問題——屏幕越大，越可能漏光;價格越便宜，越容易漏光。前一段時間，筆者剛好拆解維修了幾臺普通LCD的液晶顯示器，它們共同的問題都是LED背光條損壞。

新一代的柔性屏顯示器

正是因為背光源的種種問題，市場催生了新一代的顯示產(chǎn)品——OLED（Organic Light-Emitting Diode，有機發(fā)光二極管）顯示器。很多人可能知道，該顯示技術(shù)是由柯達公司開發(fā)并擁有專利的，使用有機聚合材料作為發(fā)光二極管中的半導(dǎo)體材料。但是大家不一定知道，OLED是由美籍華裔教授鄧青云于1947年在實驗室中發(fā)現(xiàn)的，而鄧教授也因此被稱為“OLED之父”。

OLED顯示器因為是由三種顏色的陣列OLED二極管組成的，故不屬于液晶顯示器的范疇。相較于LCD來說，OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光、廣視角、具有幾乎無窮高的對比度、較低耗電量、極高反應(yīng)速度等優(yōu)點，按驅(qū)動方式可分為被動式（Passive Matrix， PMOLED）與主動式（Active Matrix， AMOLED）兩種。OLED可以做得很薄，可以裝在塑料或金屬箔片等柔性材料上，讓顯示屏更輕、更耐用，同時也讓彎曲的屏幕成為可能，所以O(shè)LED又被稱為柔性屏幕。

在OLED技術(shù)逐漸成熟的大背景下，兩家韓國公司——三星和LG異軍突起。在2013年，兩家公司分別發(fā)布了三星Galaxy Round和LG G Flex這兩款真正意義上的OLED曲面屏幕手機，將顯示屏帶入了柔性時代（部分號稱曲面屏的手機產(chǎn)品，只是采用了2.5D的玻璃，借助了視覺上的錯覺，不能稱作真正的曲面屏手機）。

在此之后，曲面屏幕開始強勢發(fā)力，迅速占領(lǐng)了顯示器、電視機、手機等領(lǐng)域的高端產(chǎn)品線。據(jù)國外媒體消息稱，蘋果公司將會在下一代產(chǎn)品中采用OLED顯示屏，而這些屏幕面板的供應(yīng)商，很有可能是韓國的三星公司。

不久前，三星一款代號為“Project Valley”可折疊手機的專利設(shè)計圖被曝光，根據(jù)三星申請專利的文件描述，這款可折疊手機還將專門配備一個按鈕，用戶按下該按鈕后，手機便可以自動展開。但手機整體的可靠性還在測試中，用戶最早將于MWC2017上看到該款手機的模型。

而LG方面，據(jù)傳計劃將在2017年推出一款基于OLED柔性屏幕的墻紙電視機，厚度不足1毫米，借助磁性襯墊，能像海報一樣張貼到墻上。但也有人質(zhì)疑，能夠掛在墻上的電視機已經(jīng)足夠便利和輕薄了，用戶不一定會為像紙一樣的電視機買單，而且它的價格肯定不菲。

此外，三星和LG公司還同時在布局更新納米級顯示技術(shù)——QLED（Quantum Dots Light Emitting Diode Display），以及量子點發(fā)光二極體顯示技術(shù)。