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公司新聞

液晶及液晶顯示器的發展簡史

文章來源:本站人氣:5584發表時間:2015-04-23

  熱致液晶的發現
  1888年奧地利植物學家Friedrich Reinitzer在加熱苯酸脂晶體時發現:當溫度升到145.5°C時晶體融化成為乳白色粘稠的液體。再繼續加熱到178.5°C時乳白粘稠的液體變成完全透明的液體。后經德國卡爾斯呂愛大學教授Otto Lehmann研究,這種乳白粘稠的液體具有光學各向異性,因而建議稱之為液體晶體(Liquid Crgstal)。
  液晶的合成和分類
  二十世紀二十年代,德國Heidelberg大學的Ludwig Gattermann首先合Halle大學的Daniel Vorlander則先后合成了300多種液晶,并指出液晶分子是棒狀的分子。在此基礎上,法國的George Friedel及F.Grand-jean等對液晶的結構及光學性能作了詳細的研究,并于1922年完成了液晶分類的工作,將液晶劃分為:近晶相、向列相和膽甾相。
  液晶的物理性能研究
  1917年Manguin發明了摩擦定向法,用以制作單疇液晶和研究光學各向異性。1909年E.Bose建立了攢動(Swarm)學說,并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的實驗支持(1918年),后經de Gennes論述為統計性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher1933年創立連續體理論,并得到F.C.Frank完善(1958年)。M.Born(1916年)和K.Lichtennecker(1926年)發現并研究了液晶的介電各向異性。1932年,W.Kast據此將向列相分為正、負性兩大類。1927年,V.Freedericksz和V.Zolinao發現向列相液晶在電場(或磁場)作用下,發生形變并存在電壓閾值(Freederichsz 轉變)。這一發現為液晶顯示器的制作提供了依據。
  液晶在液晶顯示器方向的應用研究
  · 1968年美國RCA公司R.Williams發現向列相液晶在電場作用下形成條紋疇,并有光散射現象。G.H.Heilmeir隨即將其發展成動態散射顯示模式,并制成世界上第一個液晶顯示器(LCD)。
  · 1968年美國Heilmeir等人還提出了賓主效應(GH)模式。
  · 1969年Xerox公司提出Ch-N相變存儲模式。
  · 1971年M.F.Schiekel提出電控雙折射(ECB)模式,T.L.Fergason等提出扭曲向列相(Twisted Nematic:TN)模式,1980年N.Clark等提出鐵電液晶模式(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提出用雙層盒(DSTN)實現黑白顯示技術;之后又有用拉伸高分子膜實現黑白顯示的技術(FSTN)。
  · 1996年以后,又提出采用單個偏光片的反射式TN(RTN)及反射式STN(RSTN)模式。
  液晶顯示器產業的形成、發展及布局
  自1968年Heilmeir制成第一個DSM-LCD開始, 美、日等國即開始了LCD的應用和生產研究。70年代初期,美國Rockwell公司開始生產DSM-LCD的計算機。Optel公司則生產DSM-LCD手表。日本Sharp、Epson等公司此類產品及工藝的成熟度都非常完滿。但DSM-LCD應用電流、電壓效應,耗電較多,很快被TN-LCD取代。
  1972年S.Kobayashi等人制成TN-LCD,并迅速工業化,被廣泛應用于計算器、手表、測試設備及汽車顯示等,取得了巨大成功。并促使LCD向大容量、大面積彩色化方向發展。
  大容量、大面積的一個方向是TN顯示模式與半導體結合,采用有源矩陣(Active Matrix)的方式。該方式最早于1972年由P.Brody提出。經10多年的研究,到80年代中后期,日本已開始大批量生產以TFT為代表的AM-LCD。目前它是手提電腦的首選顯示屏。
  大容量的另一個方向是采用STN模式。雖然STN模式1983年才提出來,但由于它與TN生產技術有很大程度的工藝相似性,投資規模小,因而到80年代末90年代初已開始產業化,加之FSTN技術的發展,STN-LCD成為中高檔、中小尺寸顯示的主導。
  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鑲嵌濾色片的混色方法。到1981年T.Uchida等人將其發展到盒內,并逐漸成熟。它與AM或STN結合,成為今天彩色顯示的主導。
  1995年以后,ECB彩色化方案也見之于報導。它利用電壓控制顯示顏色,工藝簡單,但色彩有限。一般只能實現3~4色。
  目前,反射式顯示模式(RTN,RSTN)正是許多工廠競相開發的產品方向。日本Sharp、Epson公司已經生產此類產品,主要應用于手機顯示屏上。
  就全球產業布局來說,日本TFT生產占全球80-90%的市場份額,臺灣和韓國生產部分中小尺寸屏。TN、STN生產90%以上在中國大陸、香港、臺灣及東南亞地區。
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