突破限制 屏幕形狀背后的技術(shù)奧秘
屏幕是什么形狀的呢？這是問題嗎？如今我們能看到的屏幕不都是方形的嗎，要說(shuō)改變，也不過(guò)是尺寸和比例上有所不同而已。你可能不知道，其實(shí)在顯示器出現(xiàn)的早期，屏幕是圓的。而就在近期，夏普又推出Free-FormDisplay自由形態(tài)顯示技術(shù)，甚至可以將顯示屏做成任意形狀。顯示屏外形變化的背后，其實(shí)是技術(shù)的改變和進(jìn)化。
由圓到方，顯示器形狀初變化
在CRT顯示器剛問世時(shí)，屏幕是圓形的。最根本的原因，在于當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)工藝。其實(shí)在電子管時(shí)代，電子管幾乎都是圓形的，為什么呢？原因很簡(jiǎn)單，為保證電子管的正常工作，電子管內(nèi)部都是真空的。這樣巨大的氣壓將讓電子管壁承受巨大的壓力。而作為電子管的特殊形態(tài)，體積更大的CRT將承受更大的壓力，因此最早的CRT做成了圓形（增大表面積）。不過(guò)人的雙眼重合部分的視野基本是在一個(gè)長(zhǎng)方形范圍內(nèi)，這樣圓形的屏幕不僅信息容量有限，而且圓形的畫面，意味著要么每行掃描長(zhǎng)度不等，要么使用等長(zhǎng)掃描但會(huì)浪費(fèi)一部分掃描時(shí)間。這在電子技術(shù)還不發(fā)達(dá)的時(shí)代，絕對(duì)是莫大的浪費(fèi)。因此在制造和材料科學(xué)取得突破后，強(qiáng)度不再是問題時(shí)，CRT也開始向方形方向發(fā)展。
不過(guò)，圓形CRT并未就此退出市場(chǎng)，實(shí)際上，在雷達(dá)屏和示波器上，依舊堅(jiān)持使用圓形屏，畢竟圓形屏不僅有更高的強(qiáng)度，同時(shí)雷達(dá)觀察范圍，波形的觀看等等，都是圓形的，這時(shí)圓型顯示屏更符合要求。
最早顯示器就是圓形的
液晶時(shí)代，方形是成本與效率的統(tǒng)一
而到了液晶時(shí)代，方形更是屏幕的統(tǒng)一外表，這除了人的視野基本是一個(gè)長(zhǎng)方形這個(gè)基本原因外，成本與效率的統(tǒng)一更是關(guān)鍵。我們知道，液晶屏是在巨大的玻璃基板上生產(chǎn)的，在生產(chǎn)完畢后，再根據(jù)所需的尺寸進(jìn)行切割。在這種情況下，只有切割成方形，才能最大限度的保證切割效率，實(shí)際上，在液晶時(shí)代，屏幕的比例由4:3變?yōu)?6:9的一大原因，正是為了保證切割的效率。
而從驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，液晶使用的是矩陣式驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)通過(guò)縱橫驅(qū)動(dòng)線形成一個(gè)矩陣，以驅(qū)動(dòng)需要扭轉(zhuǎn)的液晶分子，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)是矩陣，那么屏幕做成方形，與驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，就可以保證液晶分子驅(qū)動(dòng)的最佳效率。
液晶的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)是矩陣，因此方形屏幕最為合適
Free-Form Display，自由的感覺
可以說(shuō)，方形的顯示器能夠滿足常規(guī)需求，但在特殊領(lǐng)域，我們往往要求屏幕有特殊的造型，比如近來(lái)頗為時(shí)尚的弧面電視以及MOTO近期外泄的moto360手表那圓形的表面，都要求顯示屏在外形上做出改變。其實(shí)這樣的情況還很多，比如在汽車操控臺(tái)那有限的空間里嵌入特殊造型的液晶屏，或者少兒手機(jī)液晶屏上的卡哇伊造型等。讓液晶屏呈現(xiàn)出不同的造型，不但可以讓設(shè)備的形態(tài)更多樣化，還能賦予它們更多的性能和便捷操控性。
正是因?yàn)檫@樣的需求，所以夏普近期推出了Free-Form Display（自由形態(tài)顯示技術(shù)）。從其首次展示的汽車儀表盤顯示屏中，那弧形的外表，不規(guī)則的造型，讓我們驟然發(fā)現(xiàn)，原來(lái)液晶屏的造型也可以隨心所欲。坦率地說(shuō)，這樣的非規(guī)則的造型，純粹從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，難度并不高。其驅(qū)動(dòng)依然是采用傳統(tǒng)的矩陣式驅(qū)動(dòng)方式，只是在液晶面板生產(chǎn)時(shí)，按照所需要的造型進(jìn)行蝕刻與制造，并在后期切割時(shí)，切割成為相應(yīng)的形狀就可以了。因此，早在2008年，東芝松下就展示過(guò)圓形的液晶屏，但這樣的異形面板制造過(guò)程中，需要設(shè)定專門的程序進(jìn)行蝕刻過(guò)程與切割，而且在制造過(guò)程中，切割有較大的浪費(fèi)。這都讓異形面板的成本提升，因此在當(dāng)時(shí)這樣的異形液晶屏并沒有投入實(shí)用。
圖：夏普展示的異形液晶屏，
圖：早在2008年。東芝松下就發(fā)布過(guò)圓形液晶屏
那么，夏普的Free-Form Display自由形態(tài)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在哪里？其實(shí)真正取得突破之處的倒是一個(gè)細(xì)節(jié)，也就是Free-FormDisplay屏幕可以做到無(wú)邊框。千萬(wàn)別小看這液晶屏的邊框，看看MOTO360智能手表吧，那底部的黑色邊框，是不是挺煞風(fēng)景的。對(duì)于異形屏幕而言，最大的市場(chǎng)就是可穿戴設(shè)備、汽車這樣使用小屏幕的場(chǎng)合，在這種情況下，邊框的存在，會(huì)讓屏幕的有效顯示面積進(jìn)一步減小，同時(shí)還可能影響到異形屏自身的造型。
邊框的作用是預(yù)留空間，以安裝配線
那么，液晶屏為什么有邊框呢？實(shí)際上，為了讓液晶屏能夠正常工作，液晶屏的矩陣驅(qū)動(dòng)需要掃描電路和同步電路來(lái)控制輸出電平，以有效控制像素的點(diǎn)亮，因此以往的液晶屏，需要在背部增加驅(qū)動(dòng)板和復(fù)雜的電路，才能讓屏幕正常工作，而驅(qū)動(dòng)板和屏幕間，需要通過(guò)配線連接。這樣，屏幕邊緣就要預(yù)留一定的空間，以安裝配線，這就是屏幕邊框存在的原因。而夏普的Free-FormDisplay基于IGZO生產(chǎn)工藝。這一工藝大家都很熟悉了，不過(guò)大多數(shù)了解的只是IGZO可以大幅度提高液晶屏的電子移動(dòng)速度，從而大大減小驅(qū)動(dòng)管的體積，以起到增加像素密度，提升屏幕透光率的目的。其實(shí)IGZO可以減小晶體管面積的特性，甚至可以讓廠家在液晶屏上直接生產(chǎn)出工藝復(fù)雜的集成塊。這樣液晶屏矩陣驅(qū)動(dòng)所需要的掃描和同步驅(qū)動(dòng)，就可以直接做在液晶基板上，一體化的工藝，省去了驅(qū)動(dòng)板，也無(wú)需相應(yīng)的配線，這樣面板自然就可以徹底取消邊框。
結(jié)語(yǔ)：顯示異形化只是起步
在不知不覺中，屏幕的形狀正在悄然改變。穿戴式設(shè)備的興起、顯示設(shè)備在汽車、家電上的廣泛應(yīng)用，讓異形顯示器的需求正迅速增加。正是這種需求，使得夏普及時(shí)推出了Free-FormDisplay技術(shù)。應(yīng)該說(shuō)，在IGZO工藝的幫助下，F(xiàn)ree-Form Display的無(wú)邊框方案極大發(fā)揮了不規(guī)則造型的優(yōu)勢(shì)，讓異形顯示設(shè)備可以更加完美。這對(duì)于顯示技術(shù)的發(fā)展以及產(chǎn)品形態(tài)的差異性無(wú)疑是極大的利好。但設(shè)備的進(jìn)化，卻對(duì)顯示技術(shù)有更高的要求，曲面化、可彎曲、側(cè)面顯示，都對(duì)顯示技術(shù)的變形能力提出新的要求，顯示異形化，還有更大的進(jìn)步空間。
