2024年4月11日发(作者：姓德业)
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。
与彩色CRT竞争的时代
要想制造TFT液晶电视，在大面积玻璃基板上形成硅膜的技术和彩色显示技术都不可
2024年4月11日发(作者：姓德业)
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。
与彩色CRT竞争的时代
要想制造TFT液晶电视，在大面积玻璃基板上形成硅膜的技术和彩色显示技术都不可