顯示技術(shù)——壁掛式電視40年發(fā)展歷程

　　“使用液晶可以制造超薄顯示屏”。40多年前的1968年5 月，美國(guó)RCA公司在紐約召開(kāi)的液晶顯示屏新聞發(fā)布會(huì)上的發(fā)言震驚了全世界。發(fā)現(xiàn)液晶可用于顯示的是RCA公司的George Heilmeier，他甚至還表示，“夢(mèng)想中的壁掛式電視只需數(shù)年即可實(shí)現(xiàn)”。自那之后，日本、英國(guó)、瑞士、德國(guó)的顯示屏研發(fā)人員都開(kāi)始參與液晶面板的開(kāi)發(fā)工作，全球性開(kāi)發(fā)的帷幕正式拉開(kāi)。

　　經(jīng)歷4個(gè)階段發(fā)展為液晶電視

　　但是，液晶顯示屏的實(shí)用化并不容易。當(dāng)時(shí)，液晶的使用壽命和可靠性等基本問(wèn)題都未能解決，使用不到1個(gè)小時(shí)顯示就會(huì)消失，更別提要用液晶制造電視了。

　　之所以會(huì)存在使用壽命和可靠性方面的問(wèn)題，主要是因?yàn)閷⒅绷麟妷杭虞d到液晶上時(shí)，液晶材料及電極會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變質(zhì)。雖然也可以采用交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶，但是顯示性能較差。最終解決這一問(wèn)題的是夏普公司。該公司發(fā)現(xiàn)，如果在液晶材料中加入離子性雜質(zhì)，使其導(dǎo)電率升高，就可以采用交流驅(qū)動(dòng)獲得良好的顯示特性。利用這項(xiàng)技術(shù)，1973年5月，夏普公司推出全球首款液晶應(yīng)用產(chǎn)品——使用液晶顯示屏作為顯示部件的小型計(jì)算器EL-805。

　　夏普公司的液晶計(jì)算器上采用的液晶顯示屏是由RCA公司生產(chǎn)的DSM(動(dòng)態(tài)散射模式) 液晶，而不是目前常見(jiàn)的TN(扭曲向列)模式液晶。但是，要采用DSM制造液晶電視是很困難的，這是因?yàn)镈SM的點(diǎn)陣顯示掃描線在數(shù)量方面存在一定的限制。1971年出現(xiàn)的TN 模式解決了這個(gè)問(wèn)題。TN液晶能起到快門(mén)的作用，通過(guò)使液晶分子在電場(chǎng)中移動(dòng)，就可以控制光的開(kāi)/關(guān)。目前，幾乎所有液晶顯示屏都在采用這個(gè)工作原理。

    雖然TN模式可使點(diǎn)陣顯示的掃描線數(shù)量大為增加，但當(dāng)掃描線增加到60條左右時(shí)， 圖像就會(huì)發(fā)生變形。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，最初找出原因并提出解決方案的是日立制作所的川上英昭。他發(fā)現(xiàn)，掃描線的最大數(shù)量取決于電壓-透過(guò)率曲線的上升沿。

　　于是，各機(jī)構(gòu)開(kāi)始競(jìng)相研究如何提高電壓-透過(guò)率曲線的上升沿。隨之出現(xiàn)了將液晶的扭曲角從TN模式下的90度增大到270度的STN(超扭曲向列) 模式。1982年，英國(guó)皇家信號(hào)與雷達(dá)研究院(RSRE)發(fā)明了STN液晶。1985年，瑞士Brown Boveri公司(BBC)試制出掃描線數(shù)量達(dá)到135條的STN液晶顯示屏。

    然而，即使引入STN模式，還是很難制造液晶電視，這是因?yàn)镾TN液晶仍然存在對(duì)比度較低、很難顯示細(xì)微灰階的問(wèn)題。突破這一壁壘的，是通過(guò)TFT(薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管)來(lái)控制各像素的有源矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)。與以往的單純矩陣驅(qū)動(dòng)不同，有源矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以獨(dú)立控制各像素，從而防止因受到周?chē)�像素的影響而產(chǎn)生的交調(diào)失真，因此可以顯示高對(duì)比度與細(xì)微灰階。

　　要想制造TFT液晶電視，在大面積玻璃基板上形成硅膜的技術(shù)和彩色顯示技術(shù)都不可或缺。

　　在硅膜的形成技術(shù)方面，為太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的非晶硅(a-Si)在當(dāng)時(shí)已經(jīng)實(shí)用化。那時(shí)， 石油危機(jī)將導(dǎo)致能源危機(jī)的說(shuō)法十分流行，所以太陽(yáng)能電池作為能源電池備受關(guān)注，非晶硅的開(kāi)發(fā)非�；钴S。繼英國(guó)鄧迪大學(xué)于1979年宣布試制出非晶硅TFT之后，日本及歐洲的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)紛紛發(fā)布了非晶硅TFT驅(qū)動(dòng)顯示屏的開(kāi)發(fā)成果。

　　在彩色顯示技術(shù)方面，日本東北大學(xué)的內(nèi)田龍男于1981年發(fā)布了并置加法混色法，通過(guò)有序排列的三色濾光片來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色顯示，也就是彩色濾光片方式。在這些開(kāi)發(fā)成果的推動(dòng)下，1986年，3英寸非晶硅TFT彩色液晶電視上市，1988年，業(yè)界開(kāi)始開(kāi)發(fā)用于14英寸電視的非晶硅TFT彩色液晶顯示屏。特別是夏普公司推出的14英寸液晶屏，實(shí)際驗(yàn)證了實(shí)現(xiàn)大屏幕非晶硅TFT液晶屏的可能性，引起眾多廠商紛紛對(duì)此進(jìn)行投資。

　　如上所述，雖然TFT液晶已經(jīng)開(kāi)始朝著“夢(mèng)想的壁掛式電視”邁進(jìn)，但它的全面應(yīng)用卻是從PC的彩色顯示器開(kāi)始起步的。1988 年出現(xiàn)了用于IBM公司與東芝公司的PC產(chǎn)品的10.4英寸TFT液晶屏。1991年，第1代320mm×400mm基板生產(chǎn)線投產(chǎn)，夏普公司在這種第1代基板上切割出4片8.4 英寸面板。