液晶显示发明人海尔迈耶去世 LCD发展历程回顾
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- 2014/5/5 10:55:5149633
海尔迈耶曾在德州仪器负责过技术项目，担任过贝尔通讯研究所CEO，同时也是美国国家工程院、国防科技委员会、国家安全局咨询委员会的成员，他本人也获得过无数奖项，拥有15项。1991年，为表彰其在科技领域的突出贡献，美国总统布什（老布什）授予海尔迈耶国家科学奖章。
一代科学巨人在LCD高速发展的时期陨落了，但是它为人类带来的发明，却让我们的生活发生了翻天覆地的变化，正如海尔迈断言的那样“布满梦想的壁挂式电视机只需数年就能实现”。如今，显示早已超出了梦想。液晶显示的发展超出了想象，而在未来，现在的梦想也不再遥远。
乔治·海尔迈耶
LCD液晶显示的发展
液晶的发现是由奥地利植物学家F·Reinetzer在一百年前完成的，然而长期以来并未给人类带来多少实用。直到20世纪60年代，几个年轻的电子学家才打破了沉寂。
1961年，在美国RCA公司普林斯顿试验室工作的F·Heimeier是电子学的研究者，正在他准备博士论文的答辩，关于微波固体元件的时候，他的一个朋友向他讲述了有机半导体方面的研究，跨学科的课题引起了他的极大兴趣。在导师的支持、鼓励下，放弃所学专业开始了全新的研究。他把电子学方面的知识应用于有机化学，很快便取得了成绩。不久，他有对激光产生兴趣，于是和晶体打上了交道。为了研究外部电场对晶体内部电场的作用，他想到了液晶。他将两片透明导电玻璃之间夹上掺有染料的向列液晶。当在液晶层的两面施以几伏电压时，液晶层就由红色变成了透明态。出身于电子学的他立刻意识到这不就是彩色平板电视吗。兴奋的小组成员与他立即开始了夜以继日的研究，他们相继发现了液晶的动态散射和相变等一系列液晶的电光效应。并研制成功一系列数字、字符的显示器件，以及液晶显示的钟表、驾驶台显示器等实用产品。
RCA公司对他们的研究极为重视，一直将其列为企业的重大机密项目，直到1968年，才在一项新科技成果的广播报导中向世界报导。这一报导立刻引起了日本科技界、工业界的重视。日本将当时正在兴起的大规模集成电路与液晶相结合，以“个人电子化”市场为导向，很快开发了一系列商品化产品，打开了液晶显示实用化的局面，掌握了主动，致使这一发展势头促成了日本微电子业的惊人发展。而在美国，RCA公司中一些生产间部门的领导人一方面局限于传统的半导体产品，一方面又过分强调了初出茅庐的液晶显示器件的缺点，以市场还未开拓为借口，极力抵毁液晶显示的产业化。为此，“液晶”小组成员开始外流，“液晶显示”的也被卖出。现代液晶显示模块具有低电压、微功耗、易彩色化、被动显示等特点,其显示器种类非常繁多,屏幕面积从几平方毫米到近一平方米,液晶显示方式可分为直视式显示、投影显示及虚拟式显示。因而液晶显示应用几乎覆盖所有显示应用领域。
20年内液晶显示的主要应用分为四大类:
a)便携式显示:移动电话、PDA、电子书等;
b)车载显示:GPS、安全驾驶显示、多媒体显示等;
c)计算机显示:笔记本电脑、监视器等;
d)家电和办公室显示:电视、互联网络终端、电子报纸等。
历史回顾
一、技术不成熟的早期，LCD主要应用于电子表、计算器等领域
世界上台液晶显示设备出现在20世纪70年代初，被称之为TN-LCD（扭曲向列）液晶显示器。尽管是单色显示，它仍被推广到了电子表、计算器等领域。
早期的LCD的一个重要应用领域是计算器
二、日系厂商掌握TFT-LCD关键技术-LCD产业高速发展
回首IT产业的种种发展历史我们不难发现，日系厂商在推动IT技术发展时所做的贡献非常大，但是，种种历史迹象也表明，只要该技术核心仍然掌握在日系厂商手中，这类产品的价格永远会高居不下，例如当年索尼的特丽珑管技术。80年代，STN-LCD（超扭曲向列）液晶显示器出现，同时TFT-LCD（薄膜晶体管）液晶显示器技术被研发出来，但液晶技术仍未成熟，难以普及。
由于TN型液晶属于“常亮”（液晶像素在没有电压驱动时该像素显示为亮）显示模式，生产工艺中出现的瑕疵容易导致TFT故障而无法把驱动电压加到液晶像素上，这在屏幕上就会显示成一个“亮点”。良品率向来就不高的液晶生产线只能尽量避开“亮点”集中的部位来切割液晶面板，由于早期的液晶面板生产线玻璃基板比较小，这样使得可以成功切割出亮点较少的大屏幕面板并不多，不改进工艺的话，生产相对当时的大屏幕液晶并不经济。极低的成品率导致其高昂的价格，使得桌面型的TFT-LCD成为遥不可及的尤物。
二、2001年以后LCD技术开始走上成熟发展之路、但仍然生存在CRT显示器阴影下
传统的CRT显示器就经历了从黑白到彩色，从球面到柱面再到平面直角，直至纯平的发展。在这段加速度前进的历程中，显示器的视觉效果在不断得到提高，色彩、分辨率、画质、带宽和刷新率等各项指标均有大幅度的提升。目前成为主流的纯平显示器画面清晰、色彩真实，图像无扭曲、视角更广阔，而且在设计上还充分考虑了人类视觉构造的原理，好的纯平显示器具有长时间使用，眼睛不感到疲劳等一系列优势。
不过与此同时我们也对比看到LCD宽广的发展前景：可以说纯平显示器是CRT显示器发展的高水平，不过，由于CRT显示器的基本工作原理是依靠高电压激发的游离电子轰击显示屏而产生各种各样的图像，技术已经十分成熟，没有太多的发展余地。受限于此，传统CRT显示器在体积、重量、功耗等方面露出自己的劣势。
三、2003LCD成本大幅下降，降低响应时间成LCD发展的持续目标
经过2003年LCD大幅度调价，消费者发现LCD的价格与CRT显示器进一步接近了，尤其是大尺寸LCD的售价和同尺寸的CRT显示器相比甚至有一些尺寸开始有优势。消费者在关注液晶显示器的同时，开始注意到在液晶显示器具备一些独特的优势。
1、大大提高桌面利用率
大屏幕液晶显示器轻薄的机身对提高桌面利用率是显而易见的。19英寸的CRT显示器其厚度普遍有40cm之巨，而当时相同尺寸的液晶显示器厚度不超过4cm，大大节约了桌面空间。随着双头输出显卡的普及，越来越多的用户需要同时使用两台显示器，笨重硕大的CRT显示器显然不再适合，液晶显示器才是佳对象。
2、易于悬挂、拼接
大屏幕液晶显示器大多数均设有VESA标准的悬臂接口，可以方便与各种各样的悬臂支架配合应用在特殊的场合中，而液晶显示器特有的窄边框设计使其在拼接成屏幕墙的时候更加。而CRT由于重量及外形原因，悬挂及拼接电视墙相对成本要高很多，且效果并不理想。
3、接口更丰富、DVI成为标准配置
传统的D-Sub模拟接口和数字化的DVI视频接口已经成为当时大屏幕液晶显示器事实上的标准配置。用户不但可以通过数字化的视频接口享受无信号失真的干净画面和操控的便利性，还可以通过传统D-Sub接口兼容旧显卡让两台主机共用同一台显示器。多数大屏幕液晶显示器还配备了其它模拟视频输入接口和3.5毫米音频输入接口以供多媒体应用，部分产品甚至还配备USBHub。而小屏幕液晶显示器由于产品普遍定位较低和可供利用空间有限，只有在某些型号才配备部分上述接口。
4、分辨率更高，相同尺寸的可视面积更大
传统的CRT显示器分辨率普遍要比同尺寸的液晶显示器要低，17英寸CRT显示器的分辨率普遍为1024*768，而17英寸普屏LCD支持1280×1024，同时它的可视面积相当于19英寸CRT显示器的可视面积。更高的分辨率可以在屏幕上显示更多的资讯，即使以后观看1920×1080的HDTV节目源也不至于丢失太多的像素。另外，更大显示面积令用户在欣赏电影时候不再只局限于一个视觉效果佳的“皇帝位”，即便是2～3人也能同时看到相同质量的画面。
四、2005年，LCD的16.2M色与16.7M色之争
从2004年开始，LCD已经慢慢取代CRT显示器成为显示设备的主流产品，在这两年里，消费者开始讨论一些与他们戚戚相关的应用问题。对于普通消费者来说平时的日常应用，TN面板性能表现已经足够，对于色彩有更高需求的用户，不妨选择VA或者IPS面板。
五、2006年——现在，动态对比度，下一个新热点
LG是早提倡液晶高对比度的，在今年8月份，一线后三家一线显示器厂商——飞利浦、优派、明基推出支持动态对比的LCD产品之后，我们可以发现，市面所有一线LCD品牌都正式宣布全面支持动态对比概念。对比度的概念：对比度简单些的定义是显示器的白色亮度与黑色亮度的比值。比如一台显示器在显示全白画面（255）时实测亮度值为200cd/㎡，全黑画面实测亮度为0.5cd/㎡，那么它的对比度就是400：1。
六、这些年中LCD发展的其它一些重要历程
画质并不是单纯由响应时间决定的，在有效解决拖影现象之后，显示器厂商开始往其他的方向发展，除了之前我们提及的对比度发展历程之外，我们还可以看到LCD发展中的这些历程。
1、改善背光控制手段
传统的液晶显示器大部分采用的是CCFL背光手段，CCFL的背光设计主要有两种：“侧入式”与“直落式”。越大尺寸的LCD，其背光模组所占的成本比重就越高，所指的是正是直落式CCFL背光模组，根据统计，同样是使用直落式CCFL背光模组，在15英寸时背光模组仅佔整体成本的23％，但是到30英寸时就增至37％，且推估到57英吋时，背光模组所佔的成本就会达到50％。
CCFL背光有诸多的副作用疑虑，因此业界也寻求各种新背光实现技术，而LED则是可行方案之一，由于LED应用于显示光源及背光源具高色彩饱和度、快速启动、无汞及寿命长等优点，故显示器为LED下一步具发展潜力产品。
2、倍频刷新与画面插黑技术
倍频刷新技术简单来说，就是将原本仅有60Hz的画面更新率，提升到120Hz（以NTSC来看），但是这可不是单纯的提升画面更新率而已，在提升画面更新率的同时，也要利用画面处理器来内插画面，就是在2格画面中间要产生1幅新画面（依照视讯内容而有所不同），借以填补动态的不足。此技术需要画面更新率在每秒120张（也就是8ms）以上的面板才能达成，而目前主流面板基本上都能满足这样的需求。
此技术未来发展性仍相当高，由于面板更新率的改善，将来也有可能产品3倍频、4倍频的画面处理技术，借以带来更平顺的画面呈现。
3、自然色彩体验－高色域技术出笼
随着LED光源技术的进步，采用LED作为LCD背光光源的产品也越来越多，采用此类背光，可将色域提升到破表的程度（也就是超越NTSC色域范围），目前的推广困难度主要是在技术与部分，其实成本并不会提高太多（除了多色混光LED背光技术以外），目前关于LED背光技术的发展仍然以日韩为业界。