明天的屏幕

1897年，德國(guó)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(tái)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(tái)，在家用和商業(yè)市場(chǎng)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(huì)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(huì)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(jí)遷躍至低能級(jí)所釋放的能量將會(huì)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(shì)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(duì)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(shì)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(duì)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(huì)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(duì)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(chǎng)上，是因?yàn)槌杀竞土计仿实南拗啤?duì)OLED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(huì)產(chǎn)出廢品。這些技術(shù)問題可能會(huì)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(jìng)爭(zhēng)者正在虎視眈眈。我們?cè)贙indle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(shì)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(guó)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(jí)躍遷到不穩(wěn)定的高能級(jí)，而在恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，將會(huì)將能量以特定波長(zhǎng)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(jí)管對(duì)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(zhǎng)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(guó)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(shí)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(cè)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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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?cè)缭谏鲜兰o(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(chǔ)卡之間的線路，而大腦后部的視覺皮層則是存儲(chǔ)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(hào)——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(chǎng)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(huì)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(huì)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？