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）剛剛當上瞭佈拉格查理大學的教授，他風華正茂，意氣風發，或許是為瞭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，有一天他合成瞭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，而繼續加熱後，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。
右側的肖像便是萊尼茨爾（F.Reinitzer）
盡管人們很早就發現瞭液晶的存在，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，美國人成功研發出瞭第一塊液晶顯示屏（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。
夏普 EL-805 計算器（圖片來自網絡）
而此時，正值戰後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，日本的幾傢企業便通過購買專利的方式獲得瞭液晶屏的技術。隨後的 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，夏普成瞭液晶屏之父。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。
為瞭能夠讓大傢對於每一次屏幕進化的意義有個瞭解，我先給大傢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幹涉，而通過給液晶施加電場，便能夠控制液晶對光線的幹涉，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。
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，然後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，隨後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，隨後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。
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瞭自己的耳朵上，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。所以在後續產品中，用於顯示號碼的液晶屏便出現瞭。
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
到瞭上世紀 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，摩托羅拉與諾基亞占領。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。
然而，隨著手機體積逐漸達到一個較為合理的尺寸之後，產品的差異化就成瞭手機廠商們必須要解決的問題。
西門子 S10，第一款彩屏手機，盡管隻能顯示四種顏色
而屏幕作為手機的重要組成部分自然不會被忽視，在 1998 年，德國西門子推出瞭一款彩屏手機 S10，它僅能顯示紅綠藍白四種顏色，但這並不影響它成為歷史上第一款彩屏手機。
隨著手機廠商對於屏幕的日益重視，它們逐漸意識到想要繼續改善屏幕的體驗就需要讓屏幕能夠顯示真實的色彩，並且進一步提高液晶屏的顯示精細度，也就是分辨率。但如果按照傳統的液晶屏技術，顯然無法滿足這一要求。就是在這樣的時代背景下，TFT-LCD 屏幕誕生，TFT 指的是薄膜晶體管，它是制作玻璃基板上電極的先進材料。由於它的體積非常小，所以在單位屏幕面積上，可以放置更多的電極，這樣顯示屏的畫面便會更精細。
彩色屏幕的顯色原理，每個母像素都有三個子像素，通過三基色的明暗配比從而顯示出想要的顏色。
但是解決瞭精細度問題還不夠，如何能夠讓顯示屏顯示色彩呢？我們知道紅綠藍三原色作為基色，經過配比可以顯示任意一種顏色，那麼假如，把屏幕上的一個像素拆分成三個子像素，並且將這三個表面分別罩上紅綠藍三種顏色，然後通過調節每個子像素的光線強弱來進行三基色的配比，不就可以讓母像素顯示我們想要的顏色瞭嗎？！就是在這樣的思路下，手機的彩屏時代到來瞭。
透射屏相比反射屏，底部材料從反光板變成瞭主動發光材料
不得不提的是，液晶屏本身其實並不會發光，所以為瞭讓用戶能夠看見信息，屏幕被設計成反射型與透射型。本文開頭最先介紹的最原始的 LCD 屏幕結構，就是反射型的，它必須通過外界的光線照射才能看清內容，但到瞭光線昏暗的地方，這類屏幕就無法發揮作用，例如計算器和數碼手表。這顯然不符合手機隨時都能使用的特性。而投射型屏幕不會發生這樣的問題，因為它在屏幕底層加入瞭背光模塊，並通過導光板將光線均勻的分佈在屏幕上，從而便擺脫瞭屏幕對外界光源的要求。
21 世紀初，諾基亞率先推出的 TFT-LCD 彩屏手機
在 21 世紀初，有非常多的手機廠商加入到瞭彩屏手機市場的爭奪中來。大量的彩色液晶面板需求推動瞭面板廠商的競爭，從而出現瞭各種尺寸的液晶面板以滿足廠商的需求。像諾基亞 9210，就采用瞭一塊 110mm*30mm 的定制大屏。
摩托羅拉 V3 是那個時代手機的典范，雙彩屏設計在那時很酷炫
然而在那個年代，大屏卻並沒有什麼實際意義，因為大傢拿起手機的主要目的還是打電話發短信，所以屏幕整體尺寸都不大。
直到智能機的出現，讓屏幕的尺寸不斷突破，同時面板廠商也推出瞭更先進的顯示技術，讓屏幕體驗達到瞭新的高度。
早期的手機屏幕用的都是 TN 屏（扭曲向列型液晶 twisted nematic liquid crystal），這種屏幕因為已經規模化生產，所以成本很低，占領瞭絕大部分手機市場。但它的內部構造便決定瞭存在顯示色彩單調，可視角度低，按壓容易出現水紋（對觸摸操作體驗影響較大）的缺點，所以在大屏觸摸時代的浪潮下，這種技術已經很難在手機上看到。
IPS 屏與 TN 屏的本質區別在於電極的位置進行瞭優化，從而解決瞭 TN 屏的幾個缺點
而作為替換傳統液晶技術的主力選手，IPS（橫向電場效應顯示技術 In-Plane-Switching Liquid Crystal）技術，很多廠商青睞它的原因在於，它對傳統的液晶屏結構進行瞭一些調整，傳統 TN 屏的電極是在液晶分子的上下分置的，而 IPS 技術讓電極能夠分置在液晶的左右兩側產生電場，這樣電極就不會對光路造成幹擾。從而實現更高可視角度，色彩艷麗，以及按壓不容易出現波紋現象的優點，很好的彌補瞭傳統 TN 屏的不足。
iPhone 可以算是 IPS 技術的擁躉，在過去幾年裡，它的屏幕一直采用瞭 IPS 技術。
IPS 技術與 LED 背光技術都應用在瞭 iPhone 上，而作為技術引領者，這些技術也很快普及
隨著屏幕的增大，手機行業又面臨一個十分頭痛的問題就是功耗控制，而大屏正式手機所有零部件中，平均功耗最高的。所以，解決大屏的功耗問題迫在眉睫。而想要解決這一問題，我們首先要知道在液晶屏內部，究竟誰在耗電！其實真正耗電的就兩個元件，一個是電極，還有一個是背光燈。前者工作的電流極小，而後者則是耗電大戶，因為它要產生足夠強的光線，然後將光線從機身一側均勻散佈在導光板上，還要經過兩個偏振片以及一片液晶層的過濾，才能進入人們的眼睛。
那麼該如何改進背光的功耗呢？答案是更換新的發光模塊。新的 LED 光源眾所周知，它非常省電，所以用來做背光再合適不過瞭。
改進畫質的另一方法是研究新型的液晶材料，與電極材料，而在這點上，來自日本的 JDI 公司可以算的上是佼佼者，液晶材料方面，它研發出瞭負向液晶材料，能夠為顯示屏帶來更出色的對比度，而 LTPS（低溫多晶矽）技術則可以讓電極做的更小，從而提升單位面積的像素數量，讓手機屏幕得以達到更高分辨率。如今有越來越多的手機拜這種技術所賜，擁有瞭 4K 超高清分辨率屏幕。
就在最近幾年，手機屏幕有瞭突飛猛進的發展，電極技術，背光技術，液晶材料，甚至玻璃基板的材料都有瞭重大的革新，為顯示體驗帶來瞭極大的提升，但近兩年，手機企業對顯示屏又有瞭新的要求，那就是邊框要窄點，再窄點！窄到沒有最好！哪怕是視覺上的。
努比亞 Z9 是超窄邊框設計的典范，達到瞭視覺無邊框
不過就本人而言，窄邊框技術有很大挑戰。它挑戰的是屏幕到手機邊框的最短距離，但是越短越容易受到手機邊框的擠壓，而造成屏幕模組的損壞，還有就是超短的邊框距離讓屏幕邊框與機身的固定成為難題，如果設計不可靠，翹屏問題便會隨之而來。在超窄邊框設計方面，令筆者印象最深刻的就是努比亞 Z9，通過屏幕與 2.5D 玻璃蓋板的配合達到瞭視覺上的無邊框。
當手機兩側的邊框被手機廠商們壓榨到瞭極點之後，廠商們就又開始動起瞭機身額頭與下巴的主意，力求讓他們也能像邊框那樣收窄。配合面板廠商為它們提供的更長比例屏幕，從而讓手機在尺寸不變的前提下擁有瞭更多的顯示面積。廠商們還給它起瞭好聽的名字——全面屏。
夏普 AQUOS S2
但是正面總有一些東西不能割舍，例如前置攝像頭以及傳感器。有些財大氣粗的廠商幹脆自己定制屏幕，通過面板廠商的異形切割工藝，讓屏幕形態打破傳統的長方形形狀，甚至將攝像頭和傳感器替換掉部分顯示屏的顯示區域。夏普 AQUOS S2 是第一個這麼做的手機。
相信把 OLED 顯示屏放到最後來說，有些人可能會覺得委屈它瞭，畢竟它很久以前就已經應用在手機上瞭，而且如今配備這種屏幕的手機也不在少數。但因為它與傳統的 LCD 顯示屏差別實在太大瞭，所以我很難邊講液晶邊講 OLED。而我想讓你知道的，也是 OLED 究竟與液晶屏幕相比差別在哪。
三星 S9 采用瞭最新的曲面 OLED 技術，很多屏幕素質令 LCD 顯示屏無法企及
首先，從名稱來看 OLED（有機發光二極管 Organic Light-Emitting Diode）它是一塊可以自發光而不需要背光的屏幕。因為這一特色，使它擁有瞭相比液晶屏更廣視角、高對比、可彎曲，低耗電、高反應速率、模塊輕薄的優點。正是因為存在如此多而且重要的優點，所以它被業界認為是最有可能取代液晶顯示器的下一代顯示技術。
目前，OLED 顯示屏全球 90% 以上產量掌握在韓國的三星和 LG 兩傢手裡，這與它們提前佈局，持續研發有關，但這種壟斷局面導致瞭 OLED 手機屏幕的價格十分昂貴。當然對於這種高投資高風險的產品，一般的廠商也是不敢貿然進入，好在國產面板廠商已經開始佈局這一產線，包括國內比較知名的京東方，天馬與華星光電，相信未來隨著產能的迅速提升，OLED 顯示面板的壟斷局面將蕩然無存！
到這裡，手機屏幕的前世今生就為您簡單的絮叨完瞭。希望您能從文字中有所收獲。並且這隻是《手機前世今生》系列欄目的第一期，接下來的一期，筆者將帶大傢瞭解手機電池的前世今生，期待您的持續關註 ~
