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一、引言
不知不觉，手机已经从奢侈品发展成为十分普及的一种电子产品。随着屏幕显示技术的迅猛发展以及娱乐时代的到来，人们对手机屏幕功能的要求逐渐提高，已经从通信向娱乐、交通、医疗保健等多方面转化。手机屏幕经历了翻天覆地的变革，形成了如今造型各异、功能齐全、色彩丰富、材质先进的手机屏幕，并和手机整体的设计融为一体，但同时也面临着面积大小不当、图像缺陷等诸多问题。所以，研究手机屏幕的发展进程，总结手机屏幕的发展规律，预测未来手机的发展趋势，对手机屏幕的改良或创新设计显得尤为重要。
二、手机屏幕发展历程
1.从无到有的单色时代
1973年4月3日摩托罗拉的总设计师马丁·库伯，带领他的团队研制出了“便携式”移动电话，完成了世界通信史上的巨大突破。而此时的手机主要功能是电话通信，技术的局限使得屏幕还没有登上历史的舞台。也正是因为屏幕的缺失，手机用户常常发生错误的操作。
随着电子娱乐的兴起和发展，单色屏幕手机越来越多地呈现在市场上。1983年6月13日，摩托罗拉推出了世界上第一台单色显示屏的大哥大，名为DynaTAC8000X（图1a），其屏幕约占手机正面1/10的面积。拥有黑白色的小屏幕的Moto8900是80年代末进入中国市场的第一代手机。1998年第一款内置游戏的手机诺基亚变色龙6110（图1b）上市，它的绿色屏幕和软橡胶的数字键代表了一个时代。1999年，诺基亚率先推出了第一款WAP的手机诺基亚7110（图1c），手机正面1/3面积的超大屏幕让人眼前一亮。三星在2000年推出了第一款具有双屏显示的手机（图1d）。
此时的手机屏幕取得了令人无法忽视的进步，完成了从无到有的巨变，并且其功能也开始向通信、娱乐多元化发展。但是，从其历史发展进程来看，那个时代的手机屏幕造型、色彩以及与手机机体的融合方式都很单一，分辨率、材质、显示技术仍处于起步的低级阶段，总之，受限于当时科学技术的发展程度，手机屏幕的光芒仍被掩盖。
2.发展迅猛的彩屏时代
到了新世纪，手机娱乐成了时代的主题。2001年爱立信推出第一款256色的彩屏手机T68（图2a）。2002年，智能手机的操作系统大战拉开序幕，诺基亚7650（图2b）以其彩屏、滑盖、摄像头成为重量级选手。而2004年，日系直接把高端液晶显示器的效果带到了手机上，26万色、QVGA规格、IPS屏幕，这些技术和规格甚至沿用至今。诺基亚N系列手机在2005年上市，诺基亚N90（图2c），比QVGA分辨率更高的屏幕，再加上塞班系统的优势，成为那时当之无愧的机王。
手机娱乐的快速发展，日系液晶技术的迅猛发展，使各手机厂商注意到了屏幕的重要性，因此彩色的STN、CSTN以及TFT的屏幕就此出现，并得到了前所未有的高速跳跃式发展：屏幕的面积越来越大、厚度越来越薄，色彩逐渐丰富、画面更加流畅，材质和显示技术的更新周期越来越短，而分辨率更是直线上升式提高。至此，手机屏幕在彩屏时代显露出了它不可阻挡的霸气。
3.智能高端的炫屏时代
时间到达2007年，各手机品牌既独显特色，又兼容并收，直到苹果带来3.5寸真彩电容触摸屏的改革，引领手机屏幕的发展进入智能高端的炫屏时代。2008年，诺基亚5800是诺基亚首款采用全触屏的塞班智能手机，3.2英寸1600万色电阻触屏，分辨率为640×360像素，宽屏显示效果非常不错。2008年，三星及时推出了I900，3.2寸大屏幕，240×400分辨率，屏幕材质 TFT。2009年至今，iPhone（图3a）以每年一台的速度不紧不慢地发布着新一代的产品。但是，在智能手机市场，苹果并不是“独孤求败”。三星已经推出Galaxy系列（图3b）、HTC的one系列（图3c）、LG的“擎天”系列（图3d）、索爱的Xperia系列（图3e），而诺基亚联盟微软推出了Windows Phone平台，这些都是当下日益激烈的手机大战中的佼佼者。
在这个拼科学，拼创新的时代，手机屏幕的又一次改革同样融入了巨量的人类智慧，使手机屏幕的发展达到了前所未有的巅峰时刻。触摸屏以绝对的操作速度横扫手机屏幕市场，几乎等同于机身面积的大屏幕手机深得人心，绚丽多彩的显示技术和高不可攀的分辨率为手机的发展再添新意。
三、手机屏幕发展分析
在手机屏幕的发展过程中，面对通信技术如何改革和显示技术如何创新等诸多冲突难题，手机屏幕设计师及工程师利用了很多TRIZ理论的发明创造原理，最终完成了手机屏幕的改良设计，其中有几个方面的运用是令人侧目的。
手机屏幕在材质结构方面的变化体现了复合材料原理、机械系统替代原理、壳体薄膜化原理。手机屏幕主要经历了STN、TFT、IPS三个时期的变化。STN屏能耗小，但是对比度低，可视度低；TFT屏层次感强，颜色鲜艳，缺点是成本较高；IPS屏，可视度高，清晰流畅。其中触摸屏通过对复合材料的合理应用与搭配，使手机屏幕的材质实现了高性能化。而触摸屏也代替了按键，减少了使用者的机械做功，实现了机械系统的转换，同时手机屏幕变得越来越薄，成功实现了薄膜化（图4）。
在分辨率方面，手机屏幕实现了一次次飞跃，从QVGA屏幕—240X320像素发展到了QHD屏幕—960X540像素，WXGA屏幕—1920X1080像素，体现了TRIZ理论的未达到或超过原理。苹果手机300ppi的高分辨率曾被认为是最奢华的像素点分布，但是最新公布的oppo find5已经达到了高清441ppi的分辨率。可以预见，手机屏幕分辨率还远远没达到最顶级的阶段，1080P的分辨率绝对不是个尽头，还会有更加高清的屏幕渐渐点亮人们的生活。
在色阶方面，手机屏幕颜色的多维化和连续化，充分利用了TRIZ理论的维数变化和颜色变化原理。手机屏幕由最低单色开始逐渐变化，经历了8位色、12位色、16位色、18位色、24位色的变化，色彩越来越丰富连续，同时也使得显示效果更加立体化。对照片质量要求较高的手机用户，1600万色以上当然是较好选择（图5）。 在大小、形态方面，手机屏幕面积越来越大，屏幕部分已经广泛的升级到了4英寸以上，甚至有部分产品的屏幕尺寸超过了5英寸，体现了TRIZ理论中的合并原理。智能手机功能越来越强，用户对屏幕大小的需求也相应增加，手机的设计，可靠性第一，其次就是屏幕大小。因此可见，手机屏幕的大小也是影响手机销售的一个重要因素。手机屏幕的形态是伴随着手机形态和显示技术的变化而变化的。各款手机的屏幕通过合并、分割、重组、曲面化、动态化等TRIZ原理的应用实现了手机屏幕的多样变化，总体来说，手机屏幕正在向矩形大屏幕变化的。
综合来看，目前的手机屏幕的表现虽然参差不齐，但是并没有十分明显的差距，手机的屏幕部分已经得到了高度的发展，无论是面板的选取、分辨率尺寸的搭配还是实际显示性能的表现都已经十分出色，与手机其他部分的发展速度比较匹配。
四、手机屏幕发展趋势
面对深不可测的未来高科技，手机屏幕也必定会经历一次又一次的洗礼，无论是外形还是内部结构，都将发生更惊人的变化。根据上述分析可预测：
在屏幕材质方面，更多的手机会采用OLED显示屏幕，它的色彩表现出色、对比度高、节能，并且由于OLED屏幕可以实现自发光，无需额外的背光源，屏幕厚度又十分薄，更加适合选用作小尺寸电子产品的屏幕。尤其是OLED面板还拥有很好的可弯曲性，因此对于未来的更多造型的手机产品设计也能够起到至关重要的作用。
在触摸技术放面，In-Cell触摸屏幕一定会发光发热，In-Cell触摸屏幕最大的优势就是轻薄。In-Cell触摸屏幕将面板层与触摸层合二为一，能够显著地减少产品的机身厚度。因此，未来的电子产品中诸如手机、平板电脑、触摸式超极本等等产品都会更加青睐于这种触摸屏幕设计。
在分辨率方面，手机屏幕的高分辨率化发展是趋势，也在普及之中。对于手机产品来说，目前的屏幕尺寸规格为了保证出色的画面PPI数值，也就是画面的细腻程度，1280×720的分辨率设计是非常有必要的。可以肯定，未来产品的屏幕分辨率会步步高升。
在显示技术方面，裸眼3D技术已经有了高度的发展，尤其是在平板电视、液晶显示器和投影行业中。目前夏普所推出的裸眼3D手机得到了消费者非常高的讨论度，因此我们相信未来会有更多的相关手机产品采用裸眼3D的显示技术，为用户带来更加震撼逼真的视觉体验。
在屏幕尺寸方面，我们看到了手机屏幕的尺寸扩大化发展已经达到一了个极限，是愈演愈烈，还是物极必反，返璞归真，这是一个值得思考的问题……
五、结论
手机未来几年的发展，将围绕手机智能化展开。而且3G智能手机发展已进入成熟收获期。所以各手机品牌必须准备为4G布局，抢占标准的制高点。与之对应的手机屏幕则会适应手机的高智能要求，使其分辨率更高，材质更先进，尺寸更加符合人机要求，色彩丰富、画面高清流畅，显示技术达到3D、4D效果。
（1）根据TRIZ理论的柔性壳体或薄膜原理、复合材料原理，可预测手机屏幕必定向可弯曲性强、轻薄的复合材质变化，可能出现折叠式屏幕，可伸缩屏幕等；
（2）根据TRIZ理论的参数变化、维数变化、状态变化原理，可预测手机屏幕的色彩会更加连续，立体化更深刻，分辨率达到极清晰的程度，可能会实现手机屏幕的液态、气态、固态三态的变化、在触摸时感受到图像的立体起伏；
（3）根据TRIZ理论的替代机械系统原理，触摸的方式也许会被更加方便的操作取代，例如感应操作、遥感控制、语音控制等。
总之，高性能、易操作、智能环保、美观实用是手机屏幕未来发展的方向。
参考文献：
[1] 赵新军.技术创新理论（TRIZ）及应用[M]. 化学工业出版社，2004.5
[2] 何新闻，张艳河.手机发展史中的功能演变机制[J].中国美术学院学报，2012.8
[3] 王京莹.未来五年中国手机屏幕材质市场分析[R]. 北京赛迪数据有限公司，2010.5
[4] 邓青云.一年后，手机屏幕可弯曲折叠[N]. 文汇报，2010.12
[5] 中华人民共和国国家知识产权局http：//www.sipo.gov.cn/
[6] 中关村在线.http：//lcd.zol.com.cn/327/3273923.html
责任编辑/王蒙
不知不觉，手机已经从奢侈品发展成为十分普及的一种电子产品。随着屏幕显示技术的迅猛发展以及娱乐时代的到来，人们对手机屏幕功能的要求逐渐提高，已经从通信向娱乐、交通、医疗保健等多方面转化。手机屏幕经历了翻天覆地的变革，形成了如今造型各异、功能齐全、色彩丰富、材质先进的手机屏幕，并和手机整体的设计融为一体，但同时也面临着面积大小不当、图像缺陷等诸多问题。所以，研究手机屏幕的发展进程，总结手机屏幕的发展规律，预测未来手机的发展趋势，对手机屏幕的改良或创新设计显得尤为重要。
二、手机屏幕发展历程
1.从无到有的单色时代
1973年4月3日摩托罗拉的总设计师马丁·库伯，带领他的团队研制出了“便携式”移动电话，完成了世界通信史上的巨大突破。而此时的手机主要功能是电话通信，技术的局限使得屏幕还没有登上历史的舞台。也正是因为屏幕的缺失，手机用户常常发生错误的操作。
随着电子娱乐的兴起和发展，单色屏幕手机越来越多地呈现在市场上。1983年6月13日，摩托罗拉推出了世界上第一台单色显示屏的大哥大，名为DynaTAC8000X（图1a），其屏幕约占手机正面1/10的面积。拥有黑白色的小屏幕的Moto8900是80年代末进入中国市场的第一代手机。1998年第一款内置游戏的手机诺基亚变色龙6110（图1b）上市，它的绿色屏幕和软橡胶的数字键代表了一个时代。1999年，诺基亚率先推出了第一款WAP的手机诺基亚7110（图1c），手机正面1/3面积的超大屏幕让人眼前一亮。三星在2000年推出了第一款具有双屏显示的手机（图1d）。
此时的手机屏幕取得了令人无法忽视的进步，完成了从无到有的巨变，并且其功能也开始向通信、娱乐多元化发展。但是，从其历史发展进程来看，那个时代的手机屏幕造型、色彩以及与手机机体的融合方式都很单一，分辨率、材质、显示技术仍处于起步的低级阶段，总之，受限于当时科学技术的发展程度，手机屏幕的光芒仍被掩盖。
2.发展迅猛的彩屏时代
到了新世纪，手机娱乐成了时代的主题。2001年爱立信推出第一款256色的彩屏手机T68（图2a）。2002年，智能手机的操作系统大战拉开序幕，诺基亚7650（图2b）以其彩屏、滑盖、摄像头成为重量级选手。而2004年，日系直接把高端液晶显示器的效果带到了手机上，26万色、QVGA规格、IPS屏幕，这些技术和规格甚至沿用至今。诺基亚N系列手机在2005年上市，诺基亚N90（图2c），比QVGA分辨率更高的屏幕，再加上塞班系统的优势，成为那时当之无愧的机王。
手机娱乐的快速发展，日系液晶技术的迅猛发展，使各手机厂商注意到了屏幕的重要性，因此彩色的STN、CSTN以及TFT的屏幕就此出现，并得到了前所未有的高速跳跃式发展：屏幕的面积越来越大、厚度越来越薄，色彩逐渐丰富、画面更加流畅，材质和显示技术的更新周期越来越短，而分辨率更是直线上升式提高。至此，手机屏幕在彩屏时代显露出了它不可阻挡的霸气。
3.智能高端的炫屏时代
时间到达2007年，各手机品牌既独显特色，又兼容并收，直到苹果带来3.5寸真彩电容触摸屏的改革，引领手机屏幕的发展进入智能高端的炫屏时代。2008年，诺基亚5800是诺基亚首款采用全触屏的塞班智能手机，3.2英寸1600万色电阻触屏，分辨率为640×360像素，宽屏显示效果非常不错。2008年，三星及时推出了I900，3.2寸大屏幕，240×400分辨率，屏幕材质 TFT。2009年至今，iPhone（图3a）以每年一台的速度不紧不慢地发布着新一代的产品。但是，在智能手机市场，苹果并不是“独孤求败”。三星已经推出Galaxy系列（图3b）、HTC的one系列（图3c）、LG的“擎天”系列（图3d）、索爱的Xperia系列（图3e），而诺基亚联盟微软推出了Windows Phone平台，这些都是当下日益激烈的手机大战中的佼佼者。
在这个拼科学，拼创新的时代，手机屏幕的又一次改革同样融入了巨量的人类智慧，使手机屏幕的发展达到了前所未有的巅峰时刻。触摸屏以绝对的操作速度横扫手机屏幕市场，几乎等同于机身面积的大屏幕手机深得人心，绚丽多彩的显示技术和高不可攀的分辨率为手机的发展再添新意。
三、手机屏幕发展分析
在手机屏幕的发展过程中，面对通信技术如何改革和显示技术如何创新等诸多冲突难题，手机屏幕设计师及工程师利用了很多TRIZ理论的发明创造原理，最终完成了手机屏幕的改良设计，其中有几个方面的运用是令人侧目的。
手机屏幕在材质结构方面的变化体现了复合材料原理、机械系统替代原理、壳体薄膜化原理。手机屏幕主要经历了STN、TFT、IPS三个时期的变化。STN屏能耗小，但是对比度低，可视度低；TFT屏层次感强，颜色鲜艳，缺点是成本较高；IPS屏，可视度高，清晰流畅。其中触摸屏通过对复合材料的合理应用与搭配，使手机屏幕的材质实现了高性能化。而触摸屏也代替了按键，减少了使用者的机械做功，实现了机械系统的转换，同时手机屏幕变得越来越薄，成功实现了薄膜化（图4）。
在分辨率方面，手机屏幕实现了一次次飞跃，从QVGA屏幕—240X320像素发展到了QHD屏幕—960X540像素，WXGA屏幕—1920X1080像素，体现了TRIZ理论的未达到或超过原理。苹果手机300ppi的高分辨率曾被认为是最奢华的像素点分布，但是最新公布的oppo find5已经达到了高清441ppi的分辨率。可以预见，手机屏幕分辨率还远远没达到最顶级的阶段，1080P的分辨率绝对不是个尽头，还会有更加高清的屏幕渐渐点亮人们的生活。
在色阶方面，手机屏幕颜色的多维化和连续化，充分利用了TRIZ理论的维数变化和颜色变化原理。手机屏幕由最低单色开始逐渐变化，经历了8位色、12位色、16位色、18位色、24位色的变化，色彩越来越丰富连续，同时也使得显示效果更加立体化。对照片质量要求较高的手机用户，1600万色以上当然是较好选择（图5）。 在大小、形态方面，手机屏幕面积越来越大，屏幕部分已经广泛的升级到了4英寸以上，甚至有部分产品的屏幕尺寸超过了5英寸，体现了TRIZ理论中的合并原理。智能手机功能越来越强，用户对屏幕大小的需求也相应增加，手机的设计，可靠性第一，其次就是屏幕大小。因此可见，手机屏幕的大小也是影响手机销售的一个重要因素。手机屏幕的形态是伴随着手机形态和显示技术的变化而变化的。各款手机的屏幕通过合并、分割、重组、曲面化、动态化等TRIZ原理的应用实现了手机屏幕的多样变化，总体来说，手机屏幕正在向矩形大屏幕变化的。
综合来看，目前的手机屏幕的表现虽然参差不齐，但是并没有十分明显的差距，手机的屏幕部分已经得到了高度的发展，无论是面板的选取、分辨率尺寸的搭配还是实际显示性能的表现都已经十分出色，与手机其他部分的发展速度比较匹配。
四、手机屏幕发展趋势
面对深不可测的未来高科技，手机屏幕也必定会经历一次又一次的洗礼，无论是外形还是内部结构，都将发生更惊人的变化。根据上述分析可预测：
在屏幕材质方面，更多的手机会采用OLED显示屏幕，它的色彩表现出色、对比度高、节能，并且由于OLED屏幕可以实现自发光，无需额外的背光源，屏幕厚度又十分薄，更加适合选用作小尺寸电子产品的屏幕。尤其是OLED面板还拥有很好的可弯曲性，因此对于未来的更多造型的手机产品设计也能够起到至关重要的作用。
在触摸技术放面，In-Cell触摸屏幕一定会发光发热，In-Cell触摸屏幕最大的优势就是轻薄。In-Cell触摸屏幕将面板层与触摸层合二为一，能够显著地减少产品的机身厚度。因此，未来的电子产品中诸如手机、平板电脑、触摸式超极本等等产品都会更加青睐于这种触摸屏幕设计。
在分辨率方面，手机屏幕的高分辨率化发展是趋势，也在普及之中。对于手机产品来说，目前的屏幕尺寸规格为了保证出色的画面PPI数值，也就是画面的细腻程度，1280×720的分辨率设计是非常有必要的。可以肯定，未来产品的屏幕分辨率会步步高升。
在显示技术方面，裸眼3D技术已经有了高度的发展，尤其是在平板电视、液晶显示器和投影行业中。目前夏普所推出的裸眼3D手机得到了消费者非常高的讨论度，因此我们相信未来会有更多的相关手机产品采用裸眼3D的显示技术，为用户带来更加震撼逼真的视觉体验。
在屏幕尺寸方面，我们看到了手机屏幕的尺寸扩大化发展已经达到一了个极限，是愈演愈烈，还是物极必反，返璞归真，这是一个值得思考的问题……
五、结论
手机未来几年的发展，将围绕手机智能化展开。而且3G智能手机发展已进入成熟收获期。所以各手机品牌必须准备为4G布局，抢占标准的制高点。与之对应的手机屏幕则会适应手机的高智能要求，使其分辨率更高，材质更先进，尺寸更加符合人机要求，色彩丰富、画面高清流畅，显示技术达到3D、4D效果。
（1）根据TRIZ理论的柔性壳体或薄膜原理、复合材料原理，可预测手机屏幕必定向可弯曲性强、轻薄的复合材质变化，可能出现折叠式屏幕，可伸缩屏幕等；
（2）根据TRIZ理论的参数变化、维数变化、状态变化原理，可预测手机屏幕的色彩会更加连续，立体化更深刻，分辨率达到极清晰的程度，可能会实现手机屏幕的液态、气态、固态三态的变化、在触摸时感受到图像的立体起伏；
（3）根据TRIZ理论的替代机械系统原理，触摸的方式也许会被更加方便的操作取代，例如感应操作、遥感控制、语音控制等。
总之，高性能、易操作、智能环保、美观实用是手机屏幕未来发展的方向。
参考文献：
[1] 赵新军.技术创新理论（TRIZ）及应用[M]. 化学工业出版社，2004.5
[2] 何新闻，张艳河.手机发展史中的功能演变机制[J].中国美术学院学报，2012.8
[3] 王京莹.未来五年中国手机屏幕材质市场分析[R]. 北京赛迪数据有限公司，2010.5
[4] 邓青云.一年后，手机屏幕可弯曲折叠[N]. 文汇报，2010.12
[5] 中华人民共和国国家知识产权局http：//www.sipo.gov.cn/
[6] 中关村在线.http：//lcd.zol.com.cn/327/3273923.html
责任编辑/王蒙