明天的屏幕

1897年，德國物理學(xué)家卡爾·布勞恩設(shè)計(jì)出世界上第一部陰極射線管，并且以其為基礎(chǔ)制造了示波器，讓人們能直接看到電流的變化。30年后，采用了相同原理的第一臺電視誕生；從那時(shí)開始，屏幕就變成了一扇任意門，帶我們?nèi)ネ魏蜗肴サ牡胤健?/p>

人們總是在追求色彩更亮麗、更輕薄和更節(jié)省能源的顯示方式，而陰極射線管已經(jīng)無法滿足人們的期望。于是在走過了70年的光輝歷程后，陰極射線管屏幕開始漸漸退出歷史舞臺，在家用和商業(yè)市場上讓位于上世紀(jì)60年代發(fā)明的液晶屏和等離子屏。新出現(xiàn)的屏幕們往往是一個(gè)個(gè)小格子緊密排列而成，最終如馬賽克般拼出畫面：等離子屏幕其實(shí)是諸多小型日光燈，而液晶屏則是裝滿了液體的大量小膠囊。

這些技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成熟，但是人們的需求永無止境。微電子技術(shù)和新材料的發(fā)展革新，為屏幕帶來了更多的挑戰(zhàn)者，它們可能會讓屏幕的概念變得模糊起來：采用有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的屏幕可以彎折或者透明；以EInk為代表的電子紙屏幕正在壓縮傳統(tǒng)書籍的生存空間；量子點(diǎn)屏幕可能會在幾年之內(nèi)成為家用顯示裝置的標(biāo)配；眼鏡甚至隱性眼鏡式顯示器讓顯示無所不在——甚至還有直接刺激視覺神經(jīng)以產(chǎn)生光感的設(shè)想，能徹底讓屏幕遁于無形。

OLED也許可以算得上是屏幕界的明日之星。它的每一個(gè)顯示單元都像個(gè)漢堡包，頂層和底層是電極，中間夾著薄薄一層發(fā)光材料。當(dāng)通電時(shí)，電子從高能級遷躍至低能級所釋放的能量將會以可見光的形式傳遞出來——和我們身邊無處不在的發(fā)光二極管是同樣的原理。因?yàn)槭褂貌馁|(zhì)的不同，OLED產(chǎn)生出紅、綠和藍(lán)的顯示器三原色，組合成各種不同色彩。這種技術(shù)雖然1975年就已經(jīng)被發(fā)明，但是直到最近幾年才逐漸顯露出巨大優(yōu)勢而成為廠商們追逐的熱點(diǎn)：它不需要背光源，電壓低而發(fā)光效率高，對比度和亮度都相當(dāng)出色，而且更輕更薄、響應(yīng)速度比液晶屏幕快得多。除了這些在顯示性能上的優(yōu)勢之外，它還有其他額外奉送的優(yōu)點(diǎn)：采用不同的基板材料和不同的電極，人們已經(jīng)可以制造出能夠卷成一卷的柔性顯示器——雖然還不能像紙張一樣對折壓扁，但是已經(jīng)可以纏繞在幾毫米直徑的管子上——和透明顯示裝置，讓“屏幕”的概念一再被顛覆。

當(dāng)柔性屏幕和透明屏幕不只是科幻和奇幻電影中的道具時(shí)，我們的生活也會如同注入了魔法般。窗戶和鏡子可以顯示畫面、信息甚至作為照明燈具使用，手機(jī)和平板電腦的尺寸可以變得更小。屏幕可以跟隨著墻壁的走向而彎折，可以幻化出任何能想象得到的景致。海報(bào)可以針對每一位觀眾的興趣而顯示出不同的內(nèi)容，GPS和儀表盤可以直接呈現(xiàn)在汽車風(fēng)擋玻璃上——這些都不再是幻想。

事實(shí)上，我們現(xiàn)在已經(jīng)能買到使用OLED作為屏幕的手機(jī)，更多的OLED產(chǎn)品也在研發(fā)中。東芝已經(jīng)開發(fā)出擁有透明屏幕的筆記本電腦，能夠達(dá)到60%的透明度；至于可以卷成一卷的屏幕，更是從七八年前就出現(xiàn)在科技產(chǎn)品展上了。這些產(chǎn)品之所以還沒有出現(xiàn)在市場上，是因?yàn)槌杀竞土计仿实南拗啤LED產(chǎn)品的封裝還是技術(shù)難點(diǎn)之一，而在柔性屏幕的加工過程中，多層電子元件之間微小的錯(cuò)位都會產(chǎn)出廢品。這些技術(shù)問題可能會在幾年內(nèi)獲得突破，但是在那之前，大塊的柔性或者透明OLED屏幕依然只能在實(shí)驗(yàn)室和試制車間中見到。

在OLED屏幕努力踏入商業(yè)化時(shí)代的同時(shí)，更多的競爭者正在虎視眈眈。我們在Kindle或者其他電子書上看到的Eink電子紙技術(shù)雖然極其省電，但是它的刷新率實(shí)在太低而且不能顯示真正的彩色，因此只能用于極其有限的用途；但是一種新的屏幕似乎有取代OLED的可能：量子點(diǎn)屏幕，在具有OLED所有優(yōu)勢的同時(shí)，還能綻放出更艷麗的色彩。

“量子點(diǎn)”這個(gè)聽來有些科幻的名字是美國耶魯大學(xué)物理學(xué)家提出的，也往往被叫做“納米點(diǎn)”或者“零維材料”。量子點(diǎn)是一類特殊的納米材料，往往是由砷化鎵、硒化鎘等半導(dǎo)體材料為核，外面包裹著另一種半導(dǎo)體材料而形成的微小顆粒。每個(gè)量子點(diǎn)顆粒的尺寸只有幾納米到數(shù)十納米，包含了幾十到數(shù)百萬個(gè)原子。因?yàn)槠潴w積的微小，讓內(nèi)部電子在各方向上的運(yùn)動(dòng)都受到局限，所以量子限域效應(yīng)特別顯著，也讓它能發(fā)出特定顏色的熒光。在受到外界光源的照射后，量子點(diǎn)中的電子吸收了光子的能量，從穩(wěn)定的低能級躍遷到不穩(wěn)定的高能級，而在恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，將會將能量以特定波長光子的方式放出。這種激發(fā)熒光的方式與其他半導(dǎo)體分子相似；而不同的是，量子點(diǎn)的熒光顏色，與其大小緊密相關(guān)，只需要調(diào)節(jié)量子點(diǎn)的大小，就可以得到不同顏色的純色光。

和OLED類似，量子點(diǎn)屏的每種顏色的像素都和一個(gè)薄膜發(fā)光二級管對應(yīng)，由二極管發(fā)光為量子點(diǎn)提供能量，激發(fā)量子點(diǎn)發(fā)出不同強(qiáng)度、不同顏色的光線，在人眼中組合成一幅圖像。由于量子點(diǎn)發(fā)光波長范圍極窄，顏色非常純粹，所以量子點(diǎn)屏幕的畫面比其他屏幕都要更清新明亮。韓國的三星電子發(fā)布了全球第一款4英寸全彩色量子點(diǎn)顯示屏，顏色和亮度更高，但是成本卻只有OLED屏幕的一半。當(dāng)這種技術(shù)變得更加成熟的時(shí)候，也許有實(shí)力和OLED一決高下呢。

如果從使用者的角度來看的話，一塊屏幕也許就可以滿足人們所有的需求，只要這塊屏幕放在合適的位置——比方說，人們的鼻梁上。從去年谷歌宣布開發(fā)眼鏡式顯示器開始，各大IT廠商們似乎一起發(fā)現(xiàn)了這片新藍(lán)海，紛紛投身其中。到了今天，沒有開發(fā)眼鏡式顯示裝置的IT廠商反而屈指可數(shù)；因?yàn)槿藗兌家庾R到，能在每天大部分時(shí)間占據(jù)人們整片視野的設(shè)備，其實(shí)就是這種已經(jīng)有了六百年歷史的透明薄片。

現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入測試階段的谷歌眼鏡，采用的是投影技術(shù)，即把一小幅畫面直接從眼鏡框上投射進(jìn)使用者的眼睛，原理和家用投影儀類似。考慮到當(dāng)前的技術(shù)水平，這可能是最合適的選擇，但是并不一定是唯一的方式。在谷歌眼鏡開發(fā)團(tuán)隊(duì)中，有個(gè)人的名字十分突出：巴巴克·帕爾維茲，一位曾經(jīng)供職于西雅圖華盛頓大學(xué)的學(xué)者，曾經(jīng)在2008年制造出了世界上第一款隱形眼鏡顯示器。在當(dāng)年，他已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在隱形眼鏡上顯示圖案、傳遞數(shù)據(jù)和無線供電的功能，但是這種和眼鏡緊密接觸的顯示裝置還需要經(jīng)受更多的考驗(yàn)。畢竟，當(dāng)我們眼睛和世界之間的最后一道屏障——眼皮——也不復(fù)存在時(shí)，任何微小的疏忽都會帶來巨大的不幸。即使如此，我們也還是可以想見他在谷歌眼鏡團(tuán)隊(duì)中的作用；也許再過三五年，屏幕將會直接貼在我們的角膜上，把數(shù)字世界和真實(shí)世界疊加在一起。

到那時(shí)，屏幕就會成為非常個(gè)人化的工具，現(xiàn)在這種滿世界都是的屏幕甚至也許會漸漸消失；畢竟，我們已經(jīng)有了能夠占滿整個(gè)視野的顯示裝置，又何必在其他地方多擺幾塊呢。

而隨著技術(shù)的發(fā)展，屏幕這一連接我們和數(shù)字世界的工具將可以完全消失——更精確地說，成為我們身體內(nèi)植入的一個(gè)小器件。人們早在上世紀(jì)20年代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，直接以電流刺激視神經(jīng)來產(chǎn)生光感，以這種方式來再造視覺也水到渠成，就像我們已經(jīng)可以以人工耳蝸的方式讓聽覺障礙者重獲聽覺一樣。

之所以能夠把屏幕植入腦中，是因?yàn)槲覀兊难劬ζ鋵?shí)與數(shù)碼相機(jī)有些相似之處。眼睛的角膜和晶狀體相當(dāng)于鏡頭，眼球后方的視網(wǎng)膜是感光器件，視神經(jīng)等同于連接感光器件和存儲卡之間的線路，而大腦后部的視覺皮層則是存儲卡和后期處理軟件。使用電流刺激視覺神經(jīng)，就可以讓大腦接收到視覺信號——雖然實(shí)際的過程相當(dāng)復(fù)雜。在這個(gè)領(lǐng)域，人們已經(jīng)嘗試了近40年，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些幫助特定眼部疾病患者獲得光感的人工植入設(shè)備，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法與演化了上億年的視網(wǎng)膜相比。也許在本世紀(jì)之內(nèi)，我們才會看到真正與原生視網(wǎng)膜效果一樣的體內(nèi)植入屏幕，甚至?xí)尨竽X無法分辨哪些是真實(shí)，哪些才是虛擬。

到那時(shí)，也許“屏幕”這個(gè)詞也會過時(shí)。這樣的未來看起來似乎有點(diǎn)不舒服；但是仔細(xì)想來，屏幕的意義不正在于此嗎？