從 Game Boy 到大螢幕 ，童年電玩螢幕的黑科技你知道多少？
本文由 GIGABYTE 技嘉科技 委託，泛科學企劃執行。
小時候熬夜躲在棉被裡，拿著手電筒玩 GAME BOY 是許多人共同的回憶。任天堂在 1998 年推出的 GAMEBOY COLOR 打著新穎的掌上彩色螢幕，征服了全球無數大人小孩的心。跟今日的手機平板相比之下，可以隨身攜帶的彩色螢幕好像不算什麼，但在那時候可是貨真價實的稀有黑科技。
在液晶螢幕（LCD）還不普及的年代，電腦和電視的顯示器普遍使用陰極射線管（Cathode ray tube, CRT，或稱映像管）技術，也就是以往國小教室裡會出現的正方體電視。這種設計笨重且耗電，完全不適合用於隨身裝置。因此從二十世紀下半開始，科技公司紛紛投入液晶顯示器技術的尖端研究，但注意到了嗎？現在新的手機、平板、電玩液晶螢幕，越來越多採用 OLED 是什麼原因呢？就讓我們從液晶的起源娓娓道來。
液晶本身不會發光！ 液晶最早在 19 世紀中葉被科學家發現，因同時具有「固態的晶體結構」與「液態的流動性」，因此稱為「液晶」，這些特性讓液晶可藉由微弱的電場改變晶體方向，達到讓特定光線進入的效果。
因此，液晶是不會發光的！我們現在所用的液晶螢幕，包含「液晶面板」與「背光模組」兩個部分，由背光模組提供的穩定光源打在控制光線進入的液晶面板上，才能顯示出絢麗的圖案。
同時具有「固態的晶體結構」與「液態的流動性」——液晶。圖／維基百科 Game boy 液晶螢幕大解密 最早的商用液晶螢幕，搭載的液晶面板為扭曲向列液晶（Twisted Nematic, TN），由於 TN 面板的黑白對比度不夠好，因此後來又推出了超級扭曲向列液晶（Super Twisted Nematic, STN）來改善這個問題。
STN 面板被廣泛使用在 80-90 年代，只需進行單色顯示的隨身電子產品上，舉凡 Game boy、計算機、電子錶、電子辭典、電子雞……等，都使用了 STN 面板，早期的電子雞就是這個原理，想想小時候，掌上型的遊戲也不能少了這一款，在學校有一隻電子雞真是走在潮流的尖端？！STN 面板雖然只有單色，但省電是它的一大賣點，因為單色的每個像素，只需要一個液晶單元，而彩色每個像素，需要有紅、綠、藍三個不同顏色的液晶單元，控制液晶面板的耗電量直接三倍起跳。
此外，上述的這些裝置皆沒有配備「背光面板」，而是採用外部光源反射在液晶面板，這樣做不只能減輕重量，也不需要供電給背光面板，讓續航力更上一層樓，更符合隨身電子產品的需求。
不過，也因為沒有背光面板，小時候就沒辦法躲在烏漆墨黑的被窩裡，偷打 Game boy 或養電子雞了。
咒術迴戰的電子雞。圖／Tamagotchi 在討論 Game Boy Color 之前，得先說說彩色液晶螢幕的原理。
彩色液晶螢幕的原理，就只是把液晶單元前面貼上紅、綠、藍的玻璃紙（當然不是用玻璃紙，只是比喻），讓液晶螢幕可以發出光的三原色，再用三個不同顏色的液晶單元，組合成一個像素就可以了。
彩色液晶螢幕的技術不難，只是幫液晶面板貼色紙而已，但重點還是前面提到的耗電問題（一個像素從一個液晶單元變三個）。
而當時拿來貼色紙的液晶面板，正好是可以用外部光源顯示的 STN 面板，這表示以 STN 面板為基礎的彩色螢幕，未必需要加裝背光面板才能顯示！
Game Boy Color 為了因應彩色帶來的耗電量激增，便採取外部光源反射顯示。不加裝背光面板雖然犧牲了對比度與飽和度，卻讓 Game Boy Color 有著輕便與高續航力的優勢，勝過採用背光面板、畫質較好的 Sega Game Gear，獲得當時玩家的青睞。
美版的 Game Gear 普通機型。圖／維基百科 突飛猛進的面板發展 隨著電池技術的進步，耗電量已不再是考量的重點。無論是行動裝置的液晶螢幕或一般的液晶螢幕，皆裝上了「背光面板」（終於可以在被窩裡玩手機）。此時，人們開始將注意力放在液晶螢幕的對比度、可視角度、色彩呈現與更新率（每秒更新的畫面數量）上了。
為了做出色彩更加鮮豔、更新率更高的螢幕，除了上述提到的 TN 面板外，後續也發展出了 VA 面板與 IPS 面板，而他們各自都有自己的優勢與劣勢。
TN 面板（扭曲向列型液晶） 最早發展的 TN 面板，其面板內的液晶分子在未通電時，會呈現如 DNA 的螺旋狀，這時光線可以穿透。當通電時，液晶分子會排成垂直螢幕的方向，這時光線就無法穿透。
TN 面板有較好的更新率，且因技術成熟，目前市面上的 TN 面板螢幕，價格相對較低，但 TN 面板的缺點也非常明顯，可視角度狹窄，稍微側面看螢幕就會嚴重失真，色彩與對比度的表現也較差。
VA 面板（垂直排列液晶） VA 面板是繼 TN 面板後問世的液晶面板，其工作機制與 TN 面板正好相反，在未通電時，面板內的液晶分子會呈垂直排列，無法讓光通過；通電時中間部分的液晶分子會轉為水平，讓光線通過。
VA 面板改善了過往 TN 面板在色彩與對比度上的不足，清晰的對比度讓畫面更銳利，可視角也變得更寬廣，不過更新率較低，一般的 VA 面板應付日常上網或看電影還算可以，但對於有高更新率需求的第一人稱射擊遊戲或電競，VA 面板就顯得沒那麼適合。
IPS 面板（橫向電場效應顯示技術） IPS 面板是相對後期發展的液晶面板，在未通電時所有液晶分子會像梯子一樣水平排列，這時光線無法穿透，而通電後液晶分子會變成類似 VA 面板的 DNA 螺旋狀，此時光線可以穿透。
IPS 面板最大特點，正是液晶分子的旋轉方向，始終都在同一個平面上，這樣的設計使得可視角度大幅提升，且顏色更加飽滿，反應速度雖然比 VA 面板好，但還是比不上 TN 面板。
新世代的 OLED 螢幕 不同面板的液晶螢幕各有各的優缺點，可以依據自己需求選擇適合的螢幕，那有沒有哪一種螢幕，可以網羅所有優點呢？
答案是有的，這就是最晚才開始發展的新世代螢幕——OLED（有機發光二極體）螢幕！
OLED 螢幕利用夾在玻璃基板之間的有機分子自行發光，因此不需要背後的發光面板，比起過往的液晶螢幕更加省電，也能做得更輕薄。此外，自行發光也代表不會有液晶螢幕的可視角度的問題，並有著趨近於無窮的黑白對比度，色彩飽和度上也表現得可圈可點。
在更新率上，OLED 螢幕是透過控制輸入電壓來更新畫面，可以一步到位，而液晶螢幕則是透過電場控制液晶分子方向後，才能更新畫面，因此 OLED 螢幕，理論上的更新率是優於一般液晶螢幕的。
過往 OLED 螢幕因價格昂貴，很少出現在我們的生活中，但隨著技術成熟，OLED 螢幕的價格已不再是問題，新一代的手機與平板電腦，或其他行動裝置，也紛紛開始採用 OLED 螢幕，像是今年即將推出的新版 Nintendo Switch，也準備將原本搭配的 IPS 液晶螢幕，換成 OLED 螢幕。
OLED 擁有卓越的色彩和反應時間，用來打遊戲再適合不過。
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除了最尖端的顯示器技術，技嘉也仍舊以玩家為本，加入了包括遊戲助手 Game Assist 和瞄準穩定器等 8 種獨家功能，提供令人耳目一新的電競體驗。
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參考資料：
