從膽固醇到新iPad 掀開(kāi)屏幕百年演變史

    液晶顯示器誕生已經(jīng)有幾十年的歷史了，從最初的一塊液晶顯示屏，到如今各種尺寸、寬屏、多功能方向的各類(lèi)產(chǎn)品，可以說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到愈加成熟的地步。然而，如果現(xiàn)在告訴您，顯示器中最主要的液晶屏，它的主要材料與我們最最常見(jiàn)的胡蘿卜有著密不可分的關(guān)系，您，相信嗎？

    1968年，美國(guó)RCA公司研發(fā)出了世界上第一塊液晶顯示屏，這成為了液晶顯示屏的歷史開(kāi)端，從此拉開(kāi)了液晶顯示器發(fā)展的大幕。那么，何為液晶呢？其實(shí)，液晶是一種介于固體和液體之間、具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物。在不同的電流電場(chǎng)作用下，液晶分子會(huì)做規(guī)則旋轉(zhuǎn)90°排列，從而產(chǎn)生透光度的差別。

    液晶的發(fā)光原理不算復(fù)雜，而它的發(fā)現(xiàn)，則更是要出乎我們的意料了。十九世紀(jì)末，布拉格有一位奧地利的植物學(xué)家萊尼澤，他經(jīng)常從從胡蘿卜中萃取出膽固醇。有一天他注意到，在加熱一種苯甲酸膽固醇時(shí)，膽固醇會(huì)產(chǎn)生不同顏色的變化：當(dāng)攝氏145度時(shí)，固態(tài)化合物會(huì)慢慢熔化呈白云狀液體。而溫度到了攝氏179度時(shí)，白云狀會(huì)消失，成為清澈透明的液體。當(dāng)該苯甲酸膽固醇冷卻時(shí)，顏色的狀態(tài)則會(huì)逆轉(zhuǎn)，最終冷卻成為固態(tài)結(jié)晶體。

    這個(gè)實(shí)驗(yàn)，直接將“液晶”呈現(xiàn)在了世人面前，也讓液晶和膽固醇之間產(chǎn)生了密不可分的聯(lián)系。液晶分子很小，運(yùn)用在顯示屏中不會(huì)增加設(shè)備的重量，同時(shí)液晶這種介質(zhì)自身是不會(huì)發(fā)光的，只能利用外部光線形成影像，因此在功耗量的控制上優(yōu)勢(shì)很大。這兩個(gè)特點(diǎn)，足以證明液晶完全可以應(yīng)用在顯示領(lǐng)域，從而改寫(xiě)該領(lǐng)域的發(fā)展軌跡！

    ●CRT的成像原理和衰落

    說(shuō)到顯示器的演變，CRT這個(gè)名字是肯定不能忽視的。CRT（陰極射線管）這種技術(shù)最早是1897年由德國(guó)人布朗發(fā)明。CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子，經(jīng)過(guò)垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制 高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質(zhì)使 其發(fā)光，通過(guò)電壓來(lái)調(diào)節(jié)電子束的功率，就會(huì)在屏幕上形成明暗不同的光點(diǎn)形成各種圖案和文字。

陰極射線管主要有五部分組成

    CRT顯示器是一種使用陰極射線管（Cathode Ray Tube）的 顯示器，陰極射線管主要有五部分組成：電子槍?zhuān)‥lectron  Gun），偏轉(zhuǎn)線圈（Deflection coils），蔭罩(Shadow mask) 高壓石墨電極和熒光粉涂層(Phosphor)及玻璃外殼。而彩色顯像管屏幕上的每一個(gè)像素點(diǎn)都由紅、綠、藍(lán)三種涂料組合而成，由三束電子束分別激活這三種顏色的磷光涂料，以不同強(qiáng)度的電子束調(diào)節(jié)三種顏色的明暗程度就可得到所需的顏色，這非常類(lèi)似于繪畫(huà)時(shí)的調(diào)色過(guò)程。

CRT和液晶屏幕結(jié)構(gòu)對(duì)比圖

    CRT顯示器具有可視角度大、無(wú)壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時(shí)間極短等等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，由于CRT自身體積大，功耗值較大，以及對(duì)人體輻射較高 的種種缺點(diǎn)，在追求健康生活理念的消費(fèi)者心中地位日益下降 。再加上LCD在此時(shí)的橫空出世，使得CRT顯示器在市場(chǎng)上所占的份額急劇減少。

    ●夏普推動(dòng)LCD發(fā)展

    前文提到，世界上第一塊液晶屏生產(chǎn)與1968年。不過(guò)，早期的液晶作為添加在顯示屏中的一種材料，表現(xiàn)并不如人意，十分的不穩(wěn)定，無(wú)法體現(xiàn)出來(lái)它任何可以商用的價(jià)值。而此時(shí)，就需要一個(gè)技術(shù)十分穩(wěn)健的廠商來(lái)給予液晶顯示屏足夠的研發(fā)支持。就這樣，日本知名電子廠商夏普成為了促進(jìn)液晶顯示屏技術(shù)發(fā)展和商用推手的關(guān)鍵一環(huán)。

世界第一片LCD

    夏普（SHARP）是一家日本的電器及電子公司，創(chuàng)業(yè)于1912年，總公司設(shè)于日本大阪。作為日本乃至全球知名的大型綜合性電子信息公司，液晶發(fā)展史上的許多項(xiàng)重要內(nèi)容都與之有關(guān)。在液晶顯示器量產(chǎn)初期，許多面板制造廠商都不看好液晶。不僅它的色彩表現(xiàn)與CRT相差甚多，過(guò)于大的尺寸也挑戰(zhàn)著市場(chǎng)的接受程度。因此，夏普公司抓住了這個(gè)契機(jī)，在液晶面板的發(fā)展史上成為了絕對(duì)的領(lǐng)跑者。

    《《撥動(dòng)開(kāi)關(guān) ON/OFF 可以看到液晶工作原理的示意圖

    名詞解釋?zhuān)篖ightwave 光波

    Electrode 電極

    Polarized Panel 偏振面板

    Liquid Crystals 液晶《《

    作為液晶顯示屏制造的先驅(qū)者，夏普公司在液晶顯示器的生產(chǎn)上可謂不遺余力。1988年，夏普研制成功了14英寸TFT彩色液晶顯示器，開(kāi)創(chuàng)了LCD的新時(shí)代；1992年發(fā)明了16.5英寸多媒體顯示器；1995年，夏普成功開(kāi)發(fā)世界最大的28英寸的TFT薄膜半導(dǎo)體液晶顯示器；而在1997年它發(fā)布20.1英寸 “Super-View” 液晶屏……至今，夏普品牌旗下的液晶顯示器已有幾十款。

    ●20世紀(jì)LED的誕生與興起

    就在LCD轟轟烈烈的發(fā)展之時(shí)，20世紀(jì)50年代，英國(guó)科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用砷化鎵的半導(dǎo)體發(fā)明了第一枚具有現(xiàn)代意義的LED。而到了20世紀(jì)70年代，隨著黃色和綠色LED發(fā)光器的誕生，人們開(kāi)始使用LED來(lái)作為點(diǎn)陣文字的顯示，正式成為了顯示設(shè)備的一種。此后，LED正式進(jìn)入了液晶顯示器的領(lǐng)域，開(kāi)始了它快速發(fā)展的時(shí)代。

砷化鎵的半導(dǎo)體LED

    LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。它相比于LCD的特點(diǎn)非常明顯：壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗，因此更適合當(dāng)下消費(fèi)者對(duì)于液晶顯示器的需求。而1997年，與液晶顯示器、液晶電視以及筆記本電腦產(chǎn)品中關(guān)聯(lián)最緊密的白光LED的誕生，大大加速了LED在民用顯示器中的推進(jìn)。

目前顯示器最常用的LED背光元

    時(shí)至今日，LED橫掃整個(gè)液晶顯示器市場(chǎng)，并且與廣視角面板、3D等技術(shù)的結(jié)合也越來(lái)越緊密。產(chǎn)品數(shù)量和規(guī)格不斷在擴(kuò)充，成為了當(dāng)下消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)液晶顯示器時(shí)候的首選。經(jīng)過(guò)了幾十年的時(shí)間，從膽固醇到LED，顯示器完成了一次絕對(duì)質(zhì)變的歷史演變。

    ●New iPad助力IGZO面板

    不久前，蘋(píng)果旗下最新產(chǎn)品New iPad正式登陸中國(guó)市場(chǎng)。 在這款產(chǎn)品還沒(méi)有上市的時(shí)候，市場(chǎng)上關(guān)于這款新產(chǎn)品的猜測(cè)絡(luò)繹不絕。而關(guān)注點(diǎn)最大的無(wú)非就是它究竟采用什么樣子的顯示屏，性能又是如何。而它上市之后，也印證了之前的傳言——The New iPad采用的是全新的IGZO面板。IGZO為銦鎵鋅氧化物的縮寫(xiě)，是一種薄膜晶體管技術(shù)。在TFT-LCD主動(dòng)層之上，打上一層金屬氧化物。夏普、三星和LGD都具備生產(chǎn)這種面板的能力。

    IGZO技術(shù)由夏普(Sharp)掌握，是與日本半導(dǎo)體能源研究所共同開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。夏普的IGZO技術(shù)可讓蘋(píng)果提供更高分辨率的屏幕。而且避免了小尺寸屏幕帶來(lái)的兩個(gè)像素之間，電信號(hào)由于像素分布過(guò)于密集從而非常容易產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。從而在小尺寸液晶面板上實(shí)現(xiàn)超高的分辨率，同時(shí)保證高質(zhì)量的顯示效果。從實(shí)際測(cè)試來(lái)看，這種 IGZO面板的性能已經(jīng)全面超越了之前iPad 2所使用的IPS面板�？芍^是液晶顯示屏繼LED、IPS之后又一巨大突破。

New iPad屏幕像素點(diǎn)實(shí)拍

    從LCD、LED、IPS、OLED到最新的能夠小尺寸液晶屏高分辨率化 更加流暢的IGZO面板，它們的性能原理無(wú)不是與最初從胡蘿卜 中提取出來(lái)的膽固醇有著密不可分的關(guān)系。因此，IGZO面板， 也可以說(shuō)是從膽固醇中演變來(lái)的。

    ●液晶真正的演變史

    從膽固醇到液晶顯示器其實(shí)，膽固醇與液晶顯示器的關(guān)系，在科技界創(chuàng)新大獎(jiǎng)上已經(jīng)被點(diǎn)明。在創(chuàng)新大獎(jiǎng)上名列榜首的、來(lái)自臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院(ITRI)研發(fā)的薄如紙張的可折迭顯示面板的原材料就是今天我們所提到的膽固醇！至此，膽固醇，這個(gè)在醫(yī)學(xué)上和生活中備受非議的名詞終于走上了高科技的舞臺(tái)。

    薄如紙張的可折迭顯示面板而膽固醇液晶顯示屏可以應(yīng)用于多種顯示器。除了目前我們常見(jiàn)的LCD、LED顯示器之外，它還適用于下一代OLED顯示器，在與顯示器和關(guān)系還可以無(wú)限的深入挖掘。在此之前，誰(shuí)能想到膽固醇竟然會(huì)是液晶顯示器原材料的發(fā)現(xiàn)之處呢？看過(guò)這篇文章之后，就讓我們帶著對(duì)胡蘿卜和膽固醇的一種“崇敬之情”打開(kāi)自己的液晶顯示器，享受科技帶給我們生活的無(wú)限美好吧！

    顯示器的起源令人意想不到的追溯到了膽固醇。科學(xué)技術(shù)將似毫不相干的事物緊緊的關(guān)聯(lián)在一起，并演繹了一場(chǎng)讓人驚嘆的蛻變。而在這長(zhǎng)達(dá)百年的演變史中，CRT、LCD、LED直到最新的IGZO面板，這些膽固醇的子孫們，見(jiàn)證了這股最為神奇的力量。這就是科學(xué)技術(shù)的偉大之處，這就是液晶真正的演變史�！　�