液晶显示技术40年发展历程回顾

　　“ 使用液晶可以制造超薄显示屏”。40多年前的1968年5 月，美国RCA公司在纽约召开的液晶显示屏新闻发布会上的发言震惊了全世界。发现液晶可用于显示的是RCA公司的George Heilmeier，他甚至还表示，“梦想中的壁挂式电视只需数年即可实现”。自那之后，日本、英国、瑞士、德国的显示屏研发人员都开始参与液晶面板的开发工作，全球性开发的帷幕正式拉开。

经历4个阶段发展为液晶电视

　　但是，液晶显示屏的实用化并不容易(见图1)。当时，液晶的使用寿命和可靠性等基本问题都未能解决，使用不到1个小时显示就会消失，更别提要用液晶制造电视了。

图1液晶显示屏的发展历经4个阶段

　　之所以会存在使用寿命和可靠性方面的问题，主要是因为将直流电压加载到液晶上时，液晶材料及电极会发生氧化还原反应而变质。虽然也可以采用交流电来驱动液晶，但是显示性能较差。最终解决这一问题的是夏普公司。该公司发现，如果在液晶材料中加入离子性杂质，使其导电率升高，就可以采用交流驱动获得良好的显示特性。利用这项技术，1973年5 月，夏普公司推出全球首款液晶应用产品—— 使用液晶显示屏作为显示部件的小型计算器EL-805。

　　夏普公司的液晶计算器上采用的液晶显示屏是由RCA公司生产的DSM(动态散射模式) 液晶，而不是目前常见的TN(扭曲向列)模式液晶。但是，要采用DSM制造液晶电视是很困难的，这是因为DSM的点阵显示扫描线在数量方面存在一定的限制。1971年出现的TN 模式解决了这个问题。TN液晶能起到快门的作用，通过使液晶分子在电场中移动，就可以控制光的开/关。目前，几乎所有液晶显示屏都在采用这个工作原理。

　　虽然TN模式可使点阵显示的扫描线数量大为增加，但当扫描线增加到60条左右时， 图像就会发生变形。对于这个问题，最初找出原因并提出解决方案的是日立制作所的川上英昭。他发现，扫描线的最大数量取决于电压-透过率曲线的上升沿。于是，各机构开始竞相研究如何提高电压-透过率曲线的上升沿。随之出现了将液晶的扭曲角从TN模式下的90度增大到270度的STN(超扭曲向列) 模式。1982年，英国皇家信号与雷达研究院(RSRE)发明了STN液晶。1985年，瑞士Brown Boveri公司(BBC)试制出扫描线数量达到135条的STN液晶显示屏。

　　然而，即使引入STN模式，还是很难制造液晶电视，这是因为STN液晶仍然存在对比度较低、很难显示细微灰阶的问题。突破这一壁垒的，是通过TFT(薄膜场效应晶体管)来控制各像素的有源矩阵驱动技术。与以往的单纯矩阵驱动不同，有源矩阵驱动技术可以独立控制各像素，从而防止因受到周围像素的影响而产生的交调失真，因此可以显示高对比度与细微灰阶。