曾經，屏幕只是用來顯示號碼

　　當你發(fā)現一些不同尋常的事情時，請不要嗤之以鼻，也許，你眼前的，可以改變世界。1888年，31歲的萊尼茨爾（F.Reinitzer）剛剛當上了布拉格查理大學的教授，他風華正茂，意氣風發(fā)，或許是為了在學生們面前博得更多的尊敬，他天天泡在實驗室里研究它的化學課題，有一天他合成了一個奇怪的有機化合物——香酸膽固醇脂（Cholesteryl benzoate），發(fā)現當把這個固態(tài)結晶物加熱到145℃時，眼前的固體便融解為呈混濁狀的液體，而繼續(xù)加熱后，在179℃時竟變?yōu)橥该鞯囊后w。他當時并不知道，眼前剛剛出現的混濁狀液體，竟是人類對于液晶（Liquid Crystal）的首次制備，它既不是氣體，也不是液體和固體，而是一種獨特的物理狀態(tài)。就好比既不像驢也不像馬的騾子，所以液晶被稱為有機界的騾子。

右側的肖像便是萊尼茨爾（F.Reinitzer）

　　盡管人們很早就發(fā)現了液晶的存在，但當時人們并不知道如何利用液晶具備的光電效應特性。直到20世紀60年代，隨著半導體集成電路的發(fā)展，美國人成功研發(fā)出了第一塊液晶顯示屏（Liquid Crystal Display 簡稱LCD），并嘗試應用于數碼石英表上。但是，他們似乎對這一技術并不感冒，所以沒有大規(guī)模量產。

夏普EL-805計算器（圖片來自網絡）

　　而此時，正值戰(zhàn)后重建經濟騰飛中的日本，對于新技術的嗅覺則更為靈敏，沒過幾年，日本的幾家企業(yè)便通過購買專利的方式獲得了液晶屏的技術。隨后的1972年，世界上第一款搭載TN-LCD作為顯示面板的計算器誕生——夏普EL-805。也因此，夏普成了液晶屏之父。但我相信，當時日本人應該做夢也沒有想到，這個看似只能顯示幾個數字、應用在計算器以及手表上的黑白屏幕，將會成為未來一段時期顯示技術的主宰。

　　為了能夠讓大家對于每一次屏幕進化的意義有個了解，我先給大家簡單普及一下液晶屏的工作原理。此前我們講過，液晶屏具備光電效應特性，具體來說就是液晶能夠對穿過它的光線產生干涉，而通過給液晶施加電場，便能夠控制液晶對光線的干涉，再配合偏振片對光的阻隔特性，從而達到控制光線強弱的目的。

　　最原始的反射式液晶屏結構（1：偏振片 2：玻璃基板 表面特定區(qū)域覆蓋有透明電極 3：液晶層 4：表面覆蓋有電極的玻璃基板 5：偏振片 6：反光層）

　　而最原始的液晶屏就是將液晶材料置于兩個玻璃基板之間，然后在玻璃基板的特定區(qū)域覆蓋一層透明電極，接著在基板外側分別加入一層偏振片，底部還有一層反光板。像電子表，計算器等我們所熟悉的小型電子設備的屏幕幾乎都是這樣的構造。它們沒法自己發(fā)光，所以只能靠外部光線。當自然光照射到液晶屏時，光線經過第一層偏振片，讓有特定方向的光波穿過，隨后經過玻璃基板到達液晶層，并穿過另一個偏振片達到底部的反射板，隨后剩下的光線又被反射回去，但由于設備處于通電狀態(tài)，所以玻璃基板上的電極會收到電壓信號，從而對特定區(qū)域的液晶產生影響，使他們改變光線的路徑，導致的結果就是該部分受電場影響的液晶區(qū)域無法透過光線，從而在屏幕上顯示成黑色，達到顯示信息的目的。

馬丁·庫帕和它發(fā)明的世界上第一款真正意義的手機

　　1973年4月3日，一位名叫馬丁·庫帕的摩托羅拉的工程師竟然在紐約街頭的眾目睽睽之下，將一塊白色的板磚貼在了自己的耳朵上，還在自言自語著什么，原來這便是人類的第一部手機。它體型碩大，重達2磅，充電10小時，通話20分鐘（。。。。。。。）表面還有多顆數字按鍵，唯獨有個遺憾，就是撥號的時候不能顯示號碼，非常容易按錯而察覺不到。所以在后續(xù)產品中，用于顯示號碼的液晶屏便出現了。

上世紀90年代的手機主要發(fā)展方向是便攜性，屏幕并未有革命性改進

　　到了上世紀90年代，手機產品的商業(yè)化已經較為成熟，那時的市場被兩大移動通信巨頭，摩托羅拉與諾基亞占領。它們當時競爭的主要核心就是如何讓手機變得更小巧，并且功耗更低，所以那個時候手機的屏幕技術并沒有太大改進。依然是單色屏幕。

　　手機迎來真彩時代

　　然而，隨著手機體積逐漸達到一個較為合理的尺寸之后，產品的差異化就成了手機廠商們必須要解決的問題。

西門子S10，第一款彩屏手機，盡管只能顯示四種顏色

　　而屏幕作為手機的重要組成部分自然不會被忽視，在1998年，德國西門子推出了一款彩屏手機S10，它僅能顯示紅綠藍白四種顏色，但這并不影響它成為歷史上第一款彩屏手機。

　　隨著手機廠商對于屏幕的日益重視，它們逐漸意識到想要繼續(xù)改善屏幕的體驗就需要讓屏幕能夠顯示真實的色彩，并且進一步提高液晶屏的顯示精細度，也就是分辨率。但如果按照傳統的液晶屏技術，顯然無法滿足這一要求。就是在這樣的時代背景下，TFT-LCD屏幕誕生，TFT指的是薄膜晶體管，它是制作玻璃基板上電極的先進材料。由于它的體積非常小，所以在單位屏幕面積上，可以放置更多的電極，這樣顯示屏的畫面便會更精細。

　　彩色屏幕的顯色原理，每個母像素都有三個子像素，通過三基色的明暗配比從而顯示出想要的顏色。

　　但是解決了精細度問題還不夠，如何能夠讓顯示屏顯示色彩呢？我們知道紅綠藍三原色作為基色，經過配比可以顯示任意一種顏色，那么假如，把屏幕上的一個像素拆分成三個子像素，并且將這三個表面分別罩上紅綠藍三種顏色，然后通過調節(jié)每個子像素的光線強弱來進行三基色的配比，不就可以讓母像素顯示我們想要的顏色了嗎？！就是在這樣的思路下，手機的彩屏時代到來了。

透射屏相比反射屏，底部材料從反光板變成了主動發(fā)光材料

　　不得不提的是，液晶屏本身其實并不會發(fā)光，所以為了讓用戶能夠看見信息，屏幕被設計成反射型與透射型。本文開頭最先介紹的最原始的LCD屏幕結構，就是反射型的，它必須通過外界的光線照射才能看清內容，但到了光線昏暗的地方，這類屏幕就無法發(fā)揮作用，例如計算器和數碼手表。這顯然不符合手機隨時都能使用的特性。而投射型屏幕不會發(fā)生這樣的問題，因為它在屏幕底層加入了背光模塊，并通過導光板將光線均勻的分布在屏幕上，從而便擺脫了屏幕對外界光源的要求。

21世紀初，諾基亞率先推出的TFT-LCD彩屏手機

　　在21世紀初，有非常多的手機廠商加入到了彩屏手機市場的爭奪中來。大量的彩色液晶面板需求推動了面板廠商的競爭，從而出現了各種尺寸的液晶面板以滿足廠商的需求。像諾基亞9210，就采用了一塊110mm*30mm的定制大屏。

摩托羅拉V3是那個時代手機的典范，雙彩屏設計在那時很酷炫

　　然而在那個年代，大屏卻并沒有什么實際意義，因為大家拿起手機的主要目的還是打電話發(fā)短信，所以屏幕整體尺寸都不大。

　　智能機革命，大屏時代到來

　　直到智能機的出現，讓屏幕的尺寸不斷突破，同時面板廠商也推出了更先進的顯示技術，讓屏幕體驗達到了新的高度。

　　早期的手機屏幕用的都是TN屏（扭曲向列型液晶  twisted nematic liquid crystal），這種屏幕因為已經規(guī)模化生產，所以成本很低，占領了絕大部分手機市場。但它的內部構造便決定了存在顯示色彩單調，可視角度低，按壓容易出現水紋（對觸摸操作體驗影響較大）的缺點，所以在大屏觸摸時代的浪潮下，這種技術已經很難在手機上看到。

　　而作為替換傳統液晶技術的主力選手，IPS（橫向電場效應顯示技術In-Plane-Switching Liquid Crystal）技術，很多廠商青睞它的原因在于，它對傳統的液晶屏結構進行了一些調整，傳統TN屏的電極是在液晶分子的上下分置的，而IPS技術讓電極能夠分置在液晶的左右兩側產生電場，這樣電極就不會對光路造成干擾。從而實現更高可視角度，色彩艷麗，以及按壓不容易出現波紋現象的優(yōu)點，很好的彌補了傳統TN屏的不足。

　　iPhone可以算是IPS技術的擁躉，在過去幾年里，它的屏幕一直采用了IPS技術。

　　IPS技術與LED背光技術都應用在了iPhone上，而作為技術引領者，這些技術也很快普及

　　隨著屏幕的增大，手機行業(yè)又面臨一個十分頭痛的問題就是功耗控制，而大屏正式手機所有零部件中，平均功耗最高的。所以，解決大屏的功耗問題迫在眉睫。而想要解決這一問題，我們首先要知道在液晶屏內部，究竟誰在耗電！其實真正耗電的就兩個元件，一個是電極，還有一個是背光燈。前者工作的電流極小，而后者則是耗電大戶，因為它要產生足夠強的光線，然后將光線從機身一側均勻散布在導光板上，還要經過兩個偏振片以及一片液晶層的過濾，才能進入人們的眼睛。

　　那么該如何改進背光的功耗呢？答案是更換新的發(fā)光模塊。新的LED光源眾所周知，它非常省電，所以用來做背光再合適不過了。

　　改進畫質的另一方法是研究新型的液晶材料，與電極材料，而在這點上，來自日本的JDI公司可以算的上是佼佼者，液晶材料方面，它研發(fā)出了負向液晶材料，能夠為顯示屏帶來更出色的對比度，而LTPS（低溫多晶硅）技術則可以讓電極做的更小，從而提升單位面積的像素數量，讓手機屏幕得以達到更高分辨率。如今有越來越多的手機拜這種技術所賜，擁有了4K超高清分辨率屏幕。

　　邊框，窄點，再窄點！

　　就在最近幾年，手機屏幕有了突飛猛進的發(fā)展，電極技術，背光技術，液晶材料，甚至玻璃基板的材料都有了重大的革新，為顯示體驗帶來了極大的提升，但近兩年，手機企業(yè)對顯示屏又有了新的要求，那就是邊框要窄點，再窄點！窄到沒有最好！哪怕是視覺上的。

努比亞Z9是超窄邊框設計的典范，達到了視覺無邊框

　　不過就本人而言，窄邊框技術有很大挑戰(zhàn)。它挑戰(zhàn)的是屏幕到手機邊框的最短距離，但是越短越容易受到手機邊框的擠壓，而造成屏幕模組的損壞，還有就是超短的邊框距離讓屏幕邊框與機身的固定成為難題，如果設計不可靠，翹屏問題便會隨之而來。在超窄邊框設計方面，令筆者印象最深刻的就是努比亞Z9，通過屏幕與2.5D玻璃蓋板的配合達到了視覺上的無邊框。

　　當手機兩側的邊框被手機廠商們壓榨到了極點之后，廠商們就又開始動起了機身額頭與下巴的主意，力求讓他們也能像邊框那樣收窄。配合面板廠商為它們提供的更長比例屏幕，從而讓手機在尺寸不變的前提下擁有了更多的顯示面積。廠商們還給它起了好聽的名字——全面屏。

夏普AQUOS S2

　　但是正面總有一些東西不能割舍，例如前置攝像頭以及傳感器。有些財大氣粗的廠商干脆自己定制屏幕，通過面板廠商的異形切割工藝，讓屏幕形態(tài)打破傳統的長方形形狀，甚至將攝像頭和傳感器替換掉部分顯示屏的顯示區(qū)域。夏普AQUOS S2是第一個這么做的手機。

　　OLED顯示屏 未來的新星

　　相信把OLED顯示屏放到最后來說，有些人可能會覺得委屈它了，畢竟它很久以前就已經應用在手機上了，而且如今配備這種屏幕的手機也不在少數。但因為它與傳統的LCD顯示屏差別實在太大了，所以我很難邊講液晶邊講OLED。而我想讓你知道的，也是OLED究竟與液晶屏幕相比差別在哪。

三星S9采用了最新的曲面OLED技術，很多屏幕素質令LCD顯示屏無法企及

　　首先，從名稱來看OLED（有機發(fā)光二極管Organic Light-Emitting Diode）它是一塊可以自發(fā)光而不需要背光的屏幕。因為這一特色，使它擁有了相比液晶屏更廣視角、高對比、可彎曲，低耗電、高反應速率、模塊輕薄的優(yōu)點。正是因為存在如此多而且重要的優(yōu)點，所以它被業(yè)界認為是最有可能取代液晶顯示器的下一代顯示技術。

　　目前，OLED顯示屏全球90%以上產量掌握在韓國的三星和LG兩家手里，這與它們提前布局，持續(xù)研發(fā)有關，但這種壟斷局面導致了OLED手機屏幕的價格十分昂貴。當然對于這種高投資高風險的產品，一般的廠商也是不敢貿然進入，好在國產面板廠商已經開始布局這一產線，包括國內比較知名的京東方，天馬與華星光電，相信未來隨著產能的迅速提升，OLED顯示面板的壟斷局面將蕩然無存！

　　到這里，手機屏幕的前世今生就為您簡單的絮叨完了。希望您能從文字中有所收獲。并且這只是《手機前世今生》系列欄目的第一期，接下來的一期，筆者將帶大家了解手機電池的前世今生，期待您的持續(xù)關注~