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手機屏幕的前世今生 可能比你想的還精彩

2018年03月14日08:42 | 來源:中關村在線
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原標題:手機屏幕的前世今生 可能比你想的還精彩

  當你發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,或許是為了在學生們面前博得更多的尊敬,他天天泡在實驗室裡研究它的化學課題,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),發現當把這個固態結晶物加熱到145℃時,眼前的固體便融解為呈混濁狀的液體,而繼續加熱后,在179℃時竟變為透明的液體。他當時並不知道,眼前剛剛出現的混濁狀液體,竟是人類對於液晶(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。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。

手機屏幕的前世今生 可能比你想的還精彩

  右側的肖像便是萊尼茨爾(F.Reinitzer)

  盡管人們很早就發現了液晶的存在,但當時人們並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展,美國人成功研發出了第一塊液晶顯示屏(Liquid Crystal Display 簡稱LCD),並嘗試應用於數碼石英表上。但是,他們似乎對這一技術並不感冒,所以沒有大規模量產。

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  夏普EL-805計算器(圖片來自網絡)

  而此時,正值戰后重建經濟騰飛中的日本,對於新技術的嗅覺則更為靈敏,沒過幾年,日本的幾家企業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,這個看似隻能顯示幾個數字、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。

  為了能夠讓大家對於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。

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  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於兩個玻璃基板之間,然后在玻璃基板的特定區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。它們沒法自己發光,所以隻能靠外部光線。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,並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,但由於設備處於通電狀態,所以玻璃基板上的電極會收到電壓信號,從而對特定區域的液晶產生影響,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。

手機屏幕的前世今生 可能比你想的還精彩

  馬丁·庫帕和它發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,還在自言自語著什麼,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。所以在后續產品中,用於顯示號碼的液晶屏便出現了。

手機屏幕的前世今生 可能比你想的還精彩

  上世紀90年代的手機主要發展方向是便攜性,屏幕並未有革命性改進

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

(責編:趙超、楊波)

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