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公司新闻

液晶及液晶显示器的发展简史

文章来源:本站人气:4401发表时间:2015-04-23

  热致液晶的发现
  1888年奥地利植物学家Friedrich Reinitzer在加热苯酸脂晶体时发现:当温度升到145.5°C时晶体融化成为乳白色粘稠的液体。再继续加热到178.5°C时乳白粘稠的液体变成完全透明的液体。后经德国卡尔斯吕爱大学教授Otto Lehmann研究,这种乳白粘稠的液体具有光学各向异性,因而建议称之为液体晶体(Liquid Crgstal)。
  液晶的合成和分类
  二十世纪二十年代,德国Heidelberg大学的Ludwig Gattermann首先合Halle大学的Daniel Vorlander则先后合成了300多种液晶,并指出液晶分子是棒状的分子。在此基础上,法国的George Friedel及F.Grand-jean等对液晶的结构及光学性能作了详细的研究,并于1922年完成了液晶分类的工作,将液晶划分为:近晶相、向列相和胆甾相。
  液晶的物理性能研究
  1917年Manguin发明了摩擦定向法,用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年E.Bose建立了攒动(Swarm)学说,并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的实验支持(1918年),后经de Gennes论述为统计性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher1933年创立连续体理论,并得到F.C.Frank完善(1958年)。M.Born(1916年)和K.Lichtennecker(1926年)发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年,W.Kast据此将向列相分为正、负性两大类。1927年,V.Freedericksz和V.Zolinao发现向列相液晶在电场(或磁场)作用下,发生形变并存在电压阈值(Freederichsz 转变)。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。
  液晶在液晶显示器方向的应用研究
  · 1968年美国RCA公司R.Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴,并有光散射现象。G.H.Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式,并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。
  · 1968年美国Heilmeir等人还提出了宾主效应(GH)模式。
  · 1969年Xerox公司提出Ch-N相变存储模式。
  · 1971年M.F.Schiekel提出电控双折射(ECB)模式,T.L.Fergason等提出扭曲向列相(Twisted Nematic:TN)模式,1980年N.Clark等提出铁电液晶模式(FLC),1983~1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(Super Twisred Nematic:STN)模式。
  · 1986年Nagata提出用双层盒(DSTN)实现黑白显示技术;之后又有用拉伸高分子膜实现黑白显示的技术(FSTN)。
  · 1996年以后,又提出采用单个偏光片的反射式TN(RTN)及反射式STN(RSTN)模式。
  液晶显示器产业的形成、发展及布局
  自1968年Heilmeir制成第一个DSM-LCD开始, 美、日等国即开始了LCD的应用和生产研究。70年代初期,美国Rockwell公司开始生产DSM-LCD的计算机。Optel公司则生产DSM-LCD手表。日本Sharp、Epson等公司此类产品及工艺的成熟度都非常完满。但DSM-LCD应用电流、电压效应,耗电较多,很快被TN-LCD取代。
  1972年S.Kobayashi等人制成TN-LCD,并迅速工业化,被广泛应用于计算器、手表、测试设备及汽车显示等,取得了巨大成功。并促使LCD向大容量、大面积彩色化方向发展。
  大容量、大面积的一个方向是TN显示模式与半导体结合,采用有源矩阵(Active Matrix)的方式。该方式最早于1972年由P.Brody提出。经10多年的研究,到80年代中后期,日本已开始大批量生产以TFT为代表的AM-LCD。目前它是手提电脑的首选显示屏。
  大容量的另一个方向是采用STN模式。虽然STN模式1983年才提出来,但由于它与TN生产技术有很大程度的工艺相似性,投资规模小,因而到80年代末90年代初已开始产业化,加之FSTN技术的发展,STN-LCD成为中高档、中小尺寸显示的主导。
  全彩色化方案首先有A.G.Fischer于1972年提出在液晶盒外加R、G、B镶嵌滤色片的混色方法。到1981年T.Uchida等人将其发展到盒内,并逐渐成熟。它与AM或STN结合,成为今天彩色显示的主导。
  1995年以后,ECB彩色化方案也见之于报导。它利用电压控制显示颜色,工艺简单,但色彩有限。一般只能实现3~4色。
  目前,反射式显示模式(RTN,RSTN)正是许多工厂竞相开发的产品方向。日本Sharp、Epson公司已经生产此类产品,主要应用于手机显示屏上。
  就全球产业布局来说,日本TFT生产占全球80-90%的市场份额,台湾和韩国生产部分中小尺寸屏。TN、STN生产90%以上在中国大陆、香港、台湾及东南亚地区。
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