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為什么說自發光將顛覆顯示產業?

編輯:liuchang 2016-09-22 10:29:43 瀏覽:1050  來源:未知

  史諾曾說過,自發光是顯示的下個未來,是繼CRT走向FPD(平面顯示器)后,第二次顛覆顯示產業的系統層級革新(System-Level Revolution),為了證明史諾不是隨便的人,今天就以“自發光”為題,解釋我所認為的,顯示走向自發光的必然性。

  起頭我們先探討核心問題:“顯示要滿足人類的什么需求?”

  顯示這個字眼本身就很貼近需求了,若要更追根究底些,那便是“影像內容”,影像包含靜態(相片)與動態(視頻),而顯示就是這些影像的載體,人有汲取影像的渴望,于是影像就有需要被方便、直觀的顯示出來。

  把影像顯示出來這件事,CRT早已做到了,如果需求已被當代科技滿足,為何還需要未來科技去顛覆呢?那是因為人的需求不是數位的0和1,是類比的零到無限大,也因為世間有限的資源對比人無限的需求,才誕生了一門偉大的社會科學-“經濟學”。

  科技的第一步,是做到“以前做不到的事”,這一步往往是改變世界的一步,想想第一盞燈、第一支電話、第一臺電視…,跨出偉大的第一步后,需求的潘朵拉之盒隨之打開,第二步理當是“安全而能持續”,順利走向第二步時,新科技已經準備好從實驗室、媒體,走向消費市場了,此時科技發展的腳步才要開始,往后的第三步、第四步、第五步,不外乎是在“高效、長壽、便宜”,這三大訴求上無窮無盡的作文章,再隨著環保、節能意識抬頭,科技普及的心法從3變成了3+1,那個1呢,就是“環保”。

  科學發展,最早往往只是存在于科幻小說的想像,最后一里路呢,自然是遍地開花的成熟產品,把科學發展的生命周期階段化,可以分為下圖五個階段:

  史諾今天喝了點酒,不知不覺的就在宇宙漫游了,各位不好意思,現在讓我們優雅地回到地平線。

  兜了這一圈,我們再回頭品味顯示器上一次的“全面取代”- “LED取代CCFL(冷陰極熒光燈管,Cold Cathode Fluorescent Lamp)”,這兩者都是LCD的背光,本質上同屬于液晶顯示,LED取代CCFL雖稱不上什么系統層級的革新,但卻是“一個材料徹底取代另一材料”的完美教材。LED于照明還有熒光燈一眾的舊軍閥守著、于消毒殺菌才剛開始要攻打汞燈、于攝影沒能讓氙氣燈退場(注一)、于感測還要與雷射拉扯等等,沒錯,唯獨顯示、唯獨LCD,LED漂亮地全滅了CCFL,在2012年反客為主,成為顯示歷史上非常成功的“替代技術”。

  * 注一:Flash LED因為體積與耗電統領手機,但專業攝影市場只能退為補光燈。

  這可不是切割市場的選擇性替代,而是十足的“掩殺式替代”,上一次被滅絕的是CRT,是不是專家都看得出大限已到的過時技術,而LED不過就是換掉背光的光源而已,卻能在五年左右的時間完成世代交替,快速的、全面的、徹底的完全替代(CCFL于2014年正式停產),這對顯示產業來說,經典有如棒球投手的完全比賽,或是高爾夫球的一桿進洞。

  這可是改變LED身世的關鍵一戰!因為LED在高效、環保、長壽三個面向全面輾壓CCFL,彼時還有Energy Star標準及三星的行銷助攻,導致LED需求成長、快速降價,終讓CCFL完全沒有立足之地,一路兵敗如山倒,狼狽的退出顯示舞臺,這一場驚天動地的“背光之戰”,讓LED從默默無聞的嘍啰,一躍成了傲視電子材料的一方之霸,對LED的關鍵意義,有如官渡之戰之于曹操、桶狹間之戰之于織田信長!基本上可以不矯情地說,是CCFL與LCD成就了LED,否則今日的固態照明和不可見光的發展,恐怕還得慢個幾年發生。

  該到了鑒往知來的時間了,史諾認為下一次顯示技術的“全面取代”,不是單純的A材料取代B材料,而是“自發光”取代“液晶+背光”,這除了科技普及四大訴求外,還得引出一個“科技與需求的最短路徑說”。

  開頭的尋根之旅,我們知道顯示的使命在于完美的呈現影像,要組成漂亮的影像,需要無數個組成畫面的小點,這些小點叫做“像素(Pixel)”,我們常聽的1080P、4K2K都是指像素量,而每個像素需要RGB三原色實現全彩,這些組成像素的基本單元就叫“子像素(Sub-Pixel)”,由此可見,顯示不比照明,要的不是什么柔和的面光、全周光。它要的是“又小又集中”的點光源,因為微小的像素控制,能實現更高的像素密度(PPI),直觀的效果就是高畫質了。

  電漿(PDP)和OLED因為像素自己會發光,所以取了個藝名叫自發光,自發光優點好多的,本來嘛,可以自己發光為何要靠別人?LCD的像素不發光,是靠勤奮的LED照亮它的,“像素控制”與“光源”被拆成兩個獨立的工作,為了這個分工,又創造出了背光模組這個需求,液晶的角色是控制光的閥門,為了扮演好這個角色,還需要搭配兩張偏光片,于是材料多了、分工雜了、供應鏈也拉長了,但液晶和LED兩人合作無間,創造出了高畫質(PPI)的顯示效果,在當代科技有限的選擇下,“追求高畫質”這件事,無疑又推了LCD一把。

  顯示的金科玉律:“一切訴求與畫質抵觸者無效”,高畫質在過去20年是消費電子顯示器的最高指標,到目前為止還是。你可以追求其它的好處,但如果這個追求需要靠犧牲畫質來達成,那就免談,畫質崇拜可能會在8K以后的某個節點淡化,但不是現在。

  讓LCD統一天下的兩把刀,一把是“畫質”,一把是“應用范圍”。

  消失的PDP、英雄再起的OLED,過去無法普及的理由很直觀,電漿無法把像素做小,雖是事后諸葛,但要做顯示嘛,就別跟PPI過意不去了好嗎?OLED初出茅廬的壽命與效率先不說,問題是尺寸要往上也卡,PPI要做高也卡,要進入你死我活的消費市場,綁手綁腳的怎能武力全開?技術永遠要向商業看齊,在實驗室只要點亮就好,研究員可以為了一瞬間的光芒激動拍手,科技進步啊,開心嘛!但賣到別人家里就不一樣了,消費者會激動的拍熒幕的,那就不是很開心了。于是乎,LCD從小尺寸到大尺寸展現了畫質無雙的優勢,一路威了十來年,結束了還未能成形的三國鼎立之勢,很合理。

  如果,科技進展到能靠自發光實現一樣的畫質、一樣的應用范圍呢?

  我的理論宏觀而直接,想像從科技到需求拉一條線,這條路徑必須盡可能的短,“短”隱含著技術的效率、資源的效率、制造的效率,科技是為了服務需求而存在的,最好是直接瞄準需求,用最有效的方式解決問題,而如果當代科技沒有直觀而理想的選項,也只好先繞點路,用過渡技術來解決,待科技消弭了材料、制造等等的問題,那條看起來顯而易見的捷徑就會被連起。

  走到這里,是時候說說背光的局限了,背光有三大迂回:

  ◆ 點光源才是初衷

  漂亮的畫面是無數個像素組成的,LCD+LED的做法是把“點光源”變成“面光源”,然后再變回去“點光源”,這很明白的是繞路了,衍生出來的是復雜的光學設計,導光板、透鏡和光學膜片都是為了實現均勻的面光源,而追根究柢的看,面光源根本不需存在、最后也不會存在。

  ◆ 彩色才是結果

  目前的背光采用的是白光LED,過去固然想過用RGB LED搭配時間序列法,前提是你還得有個快三倍的液晶,不然幀率直接被犧牲到三分之一,于是最后讓液晶實現全彩的是彩色濾光片(Color Filter,簡稱C/F),光的色彩從藍光晶片開始,先用熒光粉混成白光,最后再經過色阻,用極無效率的方式變成三原色。

  ◆ 更有效率的供應鏈

  背光和液晶需要更復雜的分工、更長的產業鏈,只為了解決技術不完美衍生出的附加問題,比如:需要背光模組是因為液晶不發光,需要彩色濾光片是因為光源是白光等等,自發光能讓產業鏈平整而收斂,減少“過度產業分工”造成的不效率,這其中包含了龐大的管理成本與溝通成本。

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