如意

走進21世紀，科技的發(fā)展帶給人們的除了方便快捷的生活方式、自由聯(lián)通的信息交換，以及全新概念的思維模式外，更多的是它不斷加快的發(fā)展速度和其帶給我們的震撼。“只有想不到的，沒有做不到的”，這句話被不斷地印證著?，F(xiàn)代科技發(fā)展的前沿，不斷地挑戰(zhàn)著人們的想象力。甚至，有時候我們已經分不清現(xiàn)實和幻境、未來和現(xiàn)在。喜歡《哈利·波特》的人們一定還會清晰記得電影中那些動態(tài)的人物照片和由其組成的魔法報紙。其實，這種顯示模式，在我們這些“麻瓜”生活的世界里，就要實現(xiàn)了?？矗嬲哪Х?，其實就是科學和技術的發(fā)達程度。

自從1925年，英國人約翰·洛奇·貝爾德發(fā)明了世界上第一臺電視機，并在倫敦一家大商店向公眾作了表演開始，人們對顯示技術的探索就不曾停止。直到20世紀80年代，普通用戶家里的一臺黑白電視機還可以稱之為奢侈品。隨著顯像技術的發(fā)展，彩色電視機逐漸走進了千家萬戶，但當時顯像技術所應用的仍是我們稱之為CRT的顯示器，它是一種使用陰極射線管（Cathode Ray Tube）的顯示器，其不僅體積大、重量大，還需要高壓直流供電，抗干擾能力差。但從20世紀90年代直到21世紀初期，CRT顯像技術仍統(tǒng)治著大部分的顯示器市場，而且大有不可替代之勢。然而，自從液晶顯示技術大規(guī)模發(fā)展開始，CRT顯示器便不得不以老一代產品的身份被迅速淘汰出市場了。液晶顯示器到底具有哪些優(yōu)勢，能使其迅速的占領競爭激烈的顯示器市場呢？這還要從液晶的特殊的物理化學特性開始說起。

在1888年，奧地利植物學家萊尼茨爾合成了一種奇怪的有機化合物，它有兩個熔點，加熱到145℃時，固態(tài)晶體便熔成渾濁的液體，而其他純凈物質熔化時卻都應是透明的。如果繼續(xù)加熱到175℃時，它似乎再次熔化，變成清澈透明的液體。這是一種介于固體與液體之間，具有規(guī)則性分子排列的有機化合物。我們知道物質有固、液、氣三種形態(tài)。液體分子是長形的（或扁形的），如果分子的排列沒有規(guī)律性，我們稱之為液體，如果分子的排列具有方向性，我們稱之為“液態(tài)晶體（Liquid Crystal）”，又簡稱“液晶”。

在1961年，美國RCA公司普林斯頓試驗室有一個年輕電子學者F·Heimeier正在準備博士論文的答辯，為了研究外部電場對晶體內部電場的作用，他想到了液晶。他在兩片透明導電玻璃間夾上摻有染料的向列液晶。當在液晶層的兩面施加幾伏電壓時，液晶層就由紅色變成了透明態(tài)。出身于電子學的他立刻意識到這不就是彩色平板電視嗎！RCA公司對這項研究極為重視，一直將其列為企業(yè)的重大機密項目，直到1968年，才在一項最新科技成果的廣播中向世界報導。這一報導立刻引起了日本科技界和工業(yè)界的重視。

日本把當時正在興起的大規(guī)模集成電路和液晶相結合，以“個人電子化”為導向，很快開發(fā)了一系列商品化產品，打開了液晶顯示實用化的局面，掌握了主動，促成了日本微電子業(yè)的驚人發(fā)展。

液晶作為一種特殊的功能材料，具有極其廣泛的應用價值，小到手表、手機，大到顯示器、電視，液晶行業(yè)已經深入到社會生活的各個角落了。

液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）從結構來看，其采用的顯示幕是由不同部分組成的分層結構。LCD由兩塊玻璃板構成，厚約1mm，由5μm的液晶材料均勻間隔開。因為液晶材料本身不發(fā)光，所以顯示幕兩側設有作為光源的燈管，而在液晶顯示幕背面有一塊背光板和反光膜，背光板是由熒光物質組成的，可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴被包含在細小的單格結構中，一個或多個單格構成熒幕上的一個圖元。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓來改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當LCD中的電極產生電場時，液晶分子就會產生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經過第二層過濾層的過濾在熒幕上顯示。組成屏幕的液狀晶體有紅、綠、藍三種基色，它們按照一定的順序排列，通過電壓來刺激這些液狀晶體，就可以呈現(xiàn)出不同的顏色，不同比例的搭配可以呈現(xiàn)出千變萬化的色彩。因此，精確到“點”的液晶電視比“逐行掃描”的普通電視又高出了一個層次。高清晰、高亮度、寬視角、影像逼真、畫質細膩且富立體感是液晶電視帶給觀者的第一印象；輕薄、省電、無閃爍、無輻射亦是液晶電視傲視傳統(tǒng)CRT顯示器的原因。

液晶電視機的液晶顯示屏不是主動發(fā)光的器件，需要有背光源才能發(fā)光。冷陰極熒光燈CCFL是LCD中運用最廣泛的背光源?，F(xiàn)在稱為LED的液晶電視機其實只是采用LED作為背光源而已，其他部分與LCD彩電基本相同。但采用LED背光源的LED彩電較采用CCFL背光源的LCD彩電是具有一定優(yōu)勢的。LED重現(xiàn)圖像的色彩（色域）更廣，背光壽命更長，更節(jié)能，具有超薄機型，更環(huán)保。LED彩電比LCD彩電更加環(huán)保，因為LCD彩電中使用的CCFL背光燈中含有汞（水銀），這種元素對人體是有害的。目前，廠商方面已經盡力降低熒光管中汞的含量，但是完全無汞的熒光管會帶來一些新的技術問題，實現(xiàn)起來較為困難。而LED背光源的優(yōu)勢在于完全不含汞，符合綠色環(huán)保的要求。

在LCD和LED統(tǒng)治顯示領域十幾年后，人們開始渴望能有自發(fā)光的、更新的、更能滿足人類想象力的顯示技術出現(xiàn)，OLED符合了人們的需求。OLED，即有機發(fā)光二極管（Organic Light-emitting Diode），又稱為有機電激光顯示（Organic Electroluminescence Display，OELD）。OLED顯示技術具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠顯著地節(jié)省電能，OLED屏幕具備了許多LCD和LED不可比擬的優(yōu)勢，因此它一直被業(yè)內人士看好。endprint

OLED的厚度可以小于1毫米，僅為LCD屏幕的1/3，并且重量也更輕。OLED是固態(tài)機構，沒有液體物質，因此抗震性能更好，不怕摔。它幾乎不存在可視角度問題，即使在很大的視角下觀看，畫面仍不失真。OLED的響應時間是LCD的千分之一，顯示運動畫面也絕不會有拖影的現(xiàn)象。OLED低溫特性好，在零下40℃時仍能正常顯示，而LCD則無法做到。并且，OLED制造工藝簡單，成本更低，發(fā)光效率更高，能耗比LCD也要低。OLED能夠在不同材質的基板上制造，比如，裝在塑料或金屬箔片等柔性材料上，而不像傳統(tǒng)液晶需要固定在玻璃面板中。所以，利用OLED可以做成能夠彎曲的柔軟顯示器。

可彎曲顯示器在技術上的最大難題便是材質問題。LED雖然也可以做成可彎曲的顯示器，但是由于它的玻璃面板問題，不可能任意的彎曲折疊。雖然直到今天，可以任意彎曲折疊的顯示面板并未真正出現(xiàn)在用戶的視野中。但是，OLED的各種特性，給這個問題的完美解決帶來了很大的希望。我們現(xiàn)在所能看到的上市產品，還僅僅局限于“固定式的彎曲”，柔性屏幕技術尚處于實驗階段，并沒有太多代表性產品上市。在今年，三星Galaxy Round和LG G Flex雖然采用的是柔性屏幕，但它們的屏幕部分都非水平，仍然無法實現(xiàn)自由彎曲、變換形狀，“固定式的彎曲”是無法改變屏幕彎曲角度的。第二種處于研發(fā)階段的柔性屏幕產品，使用了可彎曲的屏幕和機身外殼，你可以像使用信用卡那樣，將它們向前或向后稍微彎曲，但無法實現(xiàn)折疊。第三種柔性屏幕可能是我們最希望看到的最終極形式，那就是能夠實現(xiàn)完全折疊的屏幕。想象一下，把一個大屏幕的手機折疊后放進衣服口袋里，使用時可以方便打開，是不是已經接近閱讀“魔法”報紙了？可折疊手機的應用要比閱讀魔法報紙舒適便捷多了?；蛘撸咽謾C或者平板電腦“展開”的顯示屏當作地圖用。柔性顯示屏甚至還可以被嵌入衣服和珠寶中。如果可以克服困難，柔性顯示屏將會有巨大的市場潛力。據(jù)說，這種完美形式的產品已經被三星研制成功了，但距離真正的上市和普及還有很長的路要走。期待總是美好的，相信“魔法時代”已經離我們不遠了。

基于我們對未來世界的渴望，我們就先來歷數(shù)一下OLED顯示屏的各種優(yōu)點吧。

1.低功耗：柔性觸摸屏顯示器支持經由手寫筆或觸摸的即時使用者輸入，且只有在電子紙被啟用時才會消耗電力。一旦在屏幕上勾畫，在擦除之前，信息可被存儲或被無線發(fā)送。耗電量較傳統(tǒng)屏節(jié)省30%以上。功耗低于原有器件，有助于提升設備的續(xù)航能力。

2.超薄屏體：柔性顯示器極為輕薄、可變形，作為截然不同的裝置，用途多樣。柔性屏的屏體厚度僅為10mm，比傳統(tǒng)屏薄150mm。

3.體積小、輕便：到目前為止顯示裝置都是像電視和電腦的顯示器，有一定的重量、厚度和體積，固定在某個位置。柔性顯示器屏體平均重量僅為20kg/M2，比傳統(tǒng)屏輕40kg/M2。

4.顯示方式多樣：全色彩顯示的柔性顯示器的顯示方式，如在塑料膠片上面形成有機EL或有機半導體層方式。

5.運輸方便：超強柔軟度使屏體可以卷成圓柱狀，更加方便包裝運輸。

6.安裝簡便：輕便控制盒可以任意拼接且不受方位限制，較常規(guī)顯示屏節(jié)約90%的安裝費用。

7.卓越畫質：大功率SMD5050燈的使用，保證顯示屏畫面亮度更好、更清晰，達到與傳統(tǒng)屏相同的觀看效果。

8.防水性能：超高防水等級IP68，屏體可以全部入水，適用于戶外使用。

9.防摔功能：基于其可彎曲、柔韌性佳的特性，柔性屏幕耐用程度也大大高于以往的傳統(tǒng)屏幕，降低設備意外損傷的概率。

既然OLED可以被裝在各種韌性的基板上，我們是否可以嘗試塑料材質呢？塑料顯示屏雖然能讓設備真正實現(xiàn)可彎曲的“柔性”，但是塑料材料還有許多技術問題。塑料的屬性和玻璃的不同，這就意味著，需要在不犧牲顯示屏顯示銳度和反應敏度的情況下找到玻璃的塑料代替品。另一個棘手問題是，塑料材料具有半滲透性，空氣和水有可能會滲入設備中。為了避免這個問題，可以為塑料鋪一層保護層，也可以嘗試玻璃塑料混合材料。雖然困難重重，但都只是時間和金錢的問題。

雖然有諸多優(yōu)點，但現(xiàn)在所能量產的柔性顯示器大多僅僅可以卷曲，不能折疊。預計未來的產品應該是可以折疊，而且外形會更加多變。其實，如今的柔性顯示器僅被視作顯示屏革命的初級階段產物，其最終目標是讓移動和可穿戴電子設備從根本上改頭換面。

既然OLED優(yōu)點勝過LCD數(shù)十倍，為什么OLED還沒能一統(tǒng)天下？除了產能問題，更多是其讓人皺眉的缺點。除了屏幕材質問題，真正可折疊手機需要解決的技術難題還包括復雜的電路和外部電池。

雖然距離我們看上“魔法報紙”還有一段距離，但量產帶有“固定式彎曲”屏幕的手機還是給人們帶來了高科技的味道。這種“固定式彎曲”屏幕雖然不能任意變化彎曲角度，但由于屏幕可以延伸到手機側面，這樣就可以利用手機兩側的物理空間。摒棄傳統(tǒng)形式的物理按鈕成為了可能。一定角度的固定彎曲可以更好的貼合人的面部曲線，防止屏幕反光。所以，弧形屏幕手機的未來一定是光明的。雖然可小角度彎曲的屏幕還未量產，就已經面臨質疑，但這種質疑聲是對解放雙手的渴望，避免兩手同時控制才能完成的操作模式。

關于柔性屏幕在未來可能的具體應用，我們目前還不能完全的預測。在人類的發(fā)展歷史上，沒有一項發(fā)明是可以毫無偏差的就能成功的預測其在應用領域的未來呢？人類也就是在這種不確定性中，不斷地探索和前進。也正因為這種不確定性，才給我們帶來更多的渴盼和希望。在科技的發(fā)展與應用這條路上，我們注定了只能是先驅者和探路人。而從來考驗人類的都不是科技發(fā)展的本身，想象力永遠是決定著我們究竟可以走多遠的最終裁判。柔性屏幕的發(fā)明帶給人類的只是窺探未來世界的一把鑰匙，真正開啟這座聯(lián)通未來與現(xiàn)在、魔幻與真實之間的大門的，還是我們對《哈利·波特》中那夢幻的看報紙方式的無限向往。于是，在“近未來”的時間里，我們用柔性屏幕這把鑰匙用力地拉開通往未來的大門。endprint