A história da tecnologia LCD

Quem inventou o LCD e quando?

A pesquisa de cristal líquido da década de 1960 foi caracterizada pela descoberta e experimentos sobre as propriedades dos cristais líquidos. George H. Heilmeier da RCA baseou sua pesquisa na de Williams, mergulhando na natureza eletro-óptica dos cristais. Depois de muitas tentativas de usar os cristais líquidos para exibir cores diferentes, ele criou o primeiro LCD funcional usando algo chamado modo de dispersão dinâmica (DSM) que, quando a tensão é aplicada, transforma a camada de cristal líquido transparente em um estado mais translúcido. Heilmeier foi assim considerado o inventor do LCD.

Evolução do LCD e Marcos Importantes

No final da década de 1960, o Royal Radar Establishment (RRE) do Reino Unido descobriu o cristal líquido de cianobifenil, um tipo adequado para uso de LCD em termos de estabilidade e temperatura. Em 1968, Bernard Lechner da RCA criou a ideia de um LCD baseado em TFT e, nesse mesmo ano, ele e vários outros trouxeram essa ideia à realidade usando o LCD DSM de Heilmeier.

Após a entrada do LCD no campo da tecnologia de exibição, a década de 1970 estavam cheios de pesquisas extensas para melhorar o LCD e tornando-o adequado para uma maior variedade de aplicações. Em 1970, o efeito de campo nemático torcido foi patenteado na Suíça com os inventores reconhecidos como Wolfgang Helfrich e Martin Schadt. Esse efeito nemático torcido (TN) logo se juntou a produtos que entraram nos mercados internacionais, como a indústria eletrônica japonesa. Nos Estados Unidos, a mesma patente foi registrada por James Fergason em 1971. Sua empresa, ILIXCO, conhecida hoje como LXD Incorporated, fabricou LCDs de efeito TN que cresceram para ofuscar os modelos DSM. Os LCDs TN oferecem recursos melhores, como tensões operacionais mais baixas e consumo de energia.

A partir disso, o primeiro relógio digital, ou mais especificamente um relógio de pulso de quartzo eletrônico, usando um TN-LCD e composto por quatro dígitos foi patenteado nos EUA e lançado aos consumidores em 1972. A Sharp Corporation do Japão, em 1975, iniciou a produção em massa de relógios e calculadoras de bolso TN LCDs e, eventualmente, outras corporações japonesas começaram a crescer no mercado de displays de relógios de pulso. A Seiko, por exemplo, desenvolveu o primeiro relógio de quartzo LCD baseado em TN de seis dígitos, uma atualização do relógio original de quatro dígitos.

O crescimento do LCD na década de 1990 concentrou-se mais nas propriedades ópticas desses novos monitores na tentativa de melhorar sua qualidade e habilidades. Os engenheiros da Hitachi foram essenciais para a análise de comutação no plano(IPS) em matrizes ativas de TFT, conceito que ampliaria os ângulos de visão dos dispositivos que utilizavam essa técnica, principalmente LCDs de tela grande. Outra técnica que foi desenvolvida na década de 90 foi multidomínio Alinhamento vertical (MVA), desenvolvido pela Samsung. Ambas as técnicas IPS e MVA cresceram em popularidade devido à sua capacidade de ampliar os ângulos de visão, tornando as telas mais desejáveis ​​e úteis. À medida que esta pesquisa prosseguia, a indústria de LCD, antes centrada no Japão, começou a se expandir e movendo-se para a Coréia do Sul, Taiwan e, mais tarde, também para a China.

Quando os monitores LCD se tornaram populares? 

À medida que entramos no novo século, a proeminência dos LCDs cresceu. Eles superaram os monitores de tubo de raios catódicos (CRT) anteriormente populares em qualidade de imagem e vendas em todo o mundo em 2007. Outros desenvolvimentos continuaram a ser feitos, como a fabricação de monitores ainda maiores, adoção de materiais transparentes e flexíveis para hardware de LCD , e criação de mais métodos para ampliar os ângulos de visão (O-filme).

Como funciona um LCD?

A partir de hoje, as telas de LCD se desenvolveram bastante, mas permaneceram consistentes em estrutura. Iluminado por uma luz de fundo, a tela consiste em, do mais externo ao interno, dois polarizadores, dois substratos (tipicamente vidro), eletrodos e a camada de cristal líquido. Mais perto da superfície, às vezes também há um filtro de cores, usando um esquema RGB. À medida que a luz passa pelo polarizador mais próximo da luz de fundo, ela entra na camada de cristal líquido. Agora, dependendo da presença de um campo elétrico direcionado pelos eletrodos, o cristal líquido se comportará de maneira diferente. Seja usando um LCD TN, IPS ou MVS, o campo elétrico do eletrodo alterará a orientação das moléculas de cristal líquido para afetar a polarização da luz que passa. Se a luz estiver polarizada corretamente, ela passará completamente pelo filtro de cor e polarizador de superfície, exibindo uma determinada cor. Se polarizado parcialmente corretamente, ele exibirá um nível médio de luz ou uma cor menos brilhante. Se não for polarizada corretamente, a luz não passará pela superfície e nenhuma cor será exibida.

Os Marcos da Tecnologia LCD estão listados abaixo,

1888: Friedrich Reinitzer, um botânico austríaco descobriu o fenômeno de transição de fase de cristal líquido

1889: Otto Lehmann, físico na Alemanha, cunhou o termo "cristal líquido"

1911: Charles Mauguin, da Universidade de Paris, descobriu o alinhamento exclusivo que o material de cristal líquido adota em várias superfícies.

1922: Georges Friedel, na França, nomeou as três principais fases do cristal líquido esmética, nemática e colestérica.

1927: Vsevolod Frederiks em russo concebeu a válvula de luz comutada eletricamente, chamada de transição Fréedericksz, o efeito essencial de toda a tecnologia LCD.

1929: Zocher e Birstein na Alemanha estudaram pela primeira vez os efeitos de campos magnéticos e elétricos em cristais líquidos.

1936: Barnett Levin e Nyman Levin, Marconi Wireless Telegraph Company na Inglaterra, obteve a primeira patente de uma válvula de cristal líquido.

1959: Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng no Bell Labs inventaram o MOSFET (transistor de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor).

1962: Paul Weimer desenvolveu o primeiro transistor de filme fino (TFT) no David Sarnoff Research Center da RCA.

1962: George Gray, da Universidade de Hull, na Inglaterra, publicou o primeiro livro sobre estrutura e propriedades do cristal líquido.

1963: Richard Williams relatou a formação de domínios em um cristal líquido nemático sob excitação elétrica.

1966： Joseph Castellano e Joel Goldmacher desenvolveram o primeiro material de cristal líquido de l cianobifenilos que operava à temperatura ambiente ou abaixo dela.