Historia technologii LCD

Kto wynalazł LCD i kiedy?

Badania ciekłokrystaliczne lat 1960. charakteryzowały się odkrycie i eksperymenty dotyczące właściwości ciekłych kryształów. George H. Heilmeier z RCA oparł swoje badania na badaniach Williamsa, zagłębiając się w elektrooptyczną naturę kryształów. Po wielu próbach wykorzystania ciekłych kryształów do wyświetlania różnych kolorów, stworzył pierwszy działający wyświetlacz LCD wykorzystujący coś, co nazywa się trybem dynamicznego rozpraszania (DSM), który po przyłożeniu napięcia zmienia przezroczystą warstwę ciekłokrystaliczną w bardziej półprzezroczysty stan. Heilmeier został zatem uznany za wynalazcę LCD.

Ewolucja LCD i ważne kamienie milowe

Pod koniec lat 1960. brytyjski Royal Radar Establishment (RRE) odkrył ciekły kryształ cyjanobifenylu, typ, który nadawał się do użytku LCD pod względem stabilności i temperatury. W 1968 Bernard Lechner z RCA stworzył ideę wyświetlacza LCD opartego na TFT, aw tym samym roku wraz z kilkoma innymi osobami urzeczywistnił ten pomysł za pomocą wyświetlacza LCD DSM firmy Heilmeier.

Po wejściu LCD w dziedzinę technologii wyświetlania, lata 1970. były pełne szeroko zakrojonych badań nad ulepszeniem LCD i uczynienie go odpowiednim dla większej różnorodności zastosowań. W 1970 roku skręcony efekt pola nematycznego został opatentowany w Szwajcarii, a uznani wynalazcy to Wolfgang Helfrich i Martin Schadt. Ten efekt skręconej nematyki (TN) wkrótce połączył się z produktami, które weszły na rynki międzynarodowe, takie jak japoński przemysł elektroniczny. W Stanach Zjednoczonych ten sam patent został zgłoszony przez Jamesa Fergasona w 1971 roku. Jego firma ILIXCO, znana dziś jako LXD Incorporated, wyprodukowała wyświetlacze LCD z efektem TN, które wyrosły, by przyćmić modele DSM. Wyświetlacze TN LCD oferowały lepsze funkcje, takie jak niższe napięcie robocze i zużycie energii.

Od tego momentu pierwszy zegar cyfrowy, a dokładniej elektroniczny zegarek kwarcowy, wykorzystujący TN-LCD i składający się z czterech cyfr, został opatentowany w USA i wydany konsumentom w 1972 roku. Japońska korporacja Sharp Corporation w 1975 roku rozpoczęła masową produkcję cyfrowych zegarki i kalkulatory kieszonkowe TN LCD, aw końcu inne japońskie korporacje zaczęły rosnąć na rynku wyświetlaczy do zegarków na rękę. Na przykład firma Seiko opracowała pierwszy sześciocyfrowy zegarek kwarcowy LCD oparty na technologii TN, będący ulepszeniem oryginalnego zegarka czterocyfrowego.

Rozwój LCD w latach 1990. koncentrował się bardziej na właściwościach optycznych tych nowych wyświetlaczy, próbując poprawić ich jakość i możliwości. Inżynierowie Hitachi byli integralną częścią analizy przełączanie w płaszczyźnie(IPS) w aktywnych matrycach TFT, koncepcja, która poszerzy kąty widzenia urządzeń korzystających z tej techniki, zwłaszcza dużych ekranów LCD. Inną techniką, która została opracowana w latach 90., była wielodomenowa wyrównanie w pionie (MVA), opracowany przez firmę Samsung. Zarówno techniki IPS, jak i MVA zyskały na popularności ze względu na ich zdolność do poszerzania kątów widzenia, dzięki czemu wyświetlacze są bardziej pożądane i użyteczne. W trakcie tych badań branża LCD, wcześniej skupiona w Japonii, zaczęła się rozwijać i zmierza w kierunku Korei Południowej, Tajwanu, a później także Chin.

Kiedy monitory LCD stały się popularne? 

Gdy weszliśmy w nowe stulecie, popularność wyświetlaczy LCD wzrosła. W 2007 roku prześcignęły one poprzednio popularne wyświetlacze kineskopowe (CRT) zarówno pod względem jakości obrazu, jak i sprzedaży na całym świecie. W dalszym ciągu dokonywano innych zmian, takich jak produkcja jeszcze większych wyświetlaczy, stosowanie przezroczystych i elastycznych materiałów w sprzęcie LCD i stworzenie większej liczby metod, aby poszerzyć kąty widzenia (film O).

Jak działa LCD?

Na dzień dzisiejszy wyświetlacze LCD znacznie się rozwinęły, ale zachowały spójną strukturę. Podświetlany podświetleniem wyświetlacz składa się z dwóch polaryzatorów, od zewnętrznych do wewnętrznych, dwa podłoża (zwykle szkło), elektrody i warstwa ciekłokrystaliczna. Bliżej powierzchni czasami znajduje się również filtr kolorów, wykorzystujący schemat RGB. Gdy światło przechodzi przez polaryzator najbliżej podświetlenia, wchodzi do warstwy ciekłokrystalicznej. Teraz, w zależności od tego, czy obecne jest pole elektryczne skierowane przez elektrody, ciekły kryształ będzie się zachowywał inaczej. Niezależnie od tego, czy używany jest wyświetlacz LCD TN, IPS, czy MVS, pole elektryczne elektrody zmieni orientację cząsteczek ciekłokrystalicznych, aby następnie wpłynąć na polaryzację przechodzącego światła. Jeśli światło jest prawidłowo spolaryzowane, przejdzie całkowicie przez filtr koloru i polaryzator powierzchniowy, wyświetlający określony kolor. Jeśli częściowo spolaryzowana prawidłowo, wyświetli średni poziom światła lub mniej jasny kolor. Jeśli nie zostanie prawidłowo spolaryzowany, światło nie przejdzie przez powierzchnię i nie będzie wyświetlany żaden kolor.

Kamienie milowe technologii LCD są wymienione poniżej,

1888: Friedrich Reinitzer, austriacki botanik, odkrył zjawisko przejścia fazowego ciekłokrystalicznego

1889: Otto Lehmann, fizyk z Niemiec, ukuł termin „ciekłokrystaliczny”

1911: Charles Mauguin z Uniwersytetu Paryskiego odkrył unikalne wyrównanie materiału ciekłokrystalicznego na różnych powierzchniach.

1922: Georges Friedel we Francji nazwał trzy główne fazy ciekłokrystaliczne: smektyczną, nematyczną i cholesteryczną.

1927: Vsevolod Frederiks w języku rosyjskim opracował elektrycznie przełączany zawór światła, zwany przejściem Fréedericksza, zasadniczym efektem wszystkich technologii LCD.

1929: Zocher i Birstein w Niemczech po raz pierwszy zbadali wpływ pól magnetycznych i elektrycznych na ciekłe kryształy.

1936: Barnett Levin i Nyman Levin, Marconi Wireless Telegraph Company w Anglii, uzyskali pierwszy patent na ciekłokrystaliczny zawór świetlny.

1959: Mohamed M. Atalla i Dawon Kahng w Bell Labs wynaleźli MOSFET (tranzystor polowy z półprzewodnikami z tlenkiem metalu).

1962: Paul Weimer opracował pierwszy tranzystor cienkowarstwowy (TFT) w RCA David Sarnoff Research Center.

1962: George Gray, University of Hull w Anglii, opublikował pierwszą książkę o strukturze i właściwościach ciekłokrystalicznych.

1963: Richard Williams donosi o tworzeniu się domen w nematycznym ciekłym krysztale pod wpływem wzbudzenia elektrycznego.

1966: Joseph Castellano i Joel Goldmacher opracowali pierwszy materiał ciekłokrystaliczny cyjanobifenyli, który działał w temperaturze pokojowej lub niższej.