“使用液晶能夠?qū)崿F(xiàn)超薄電視”。距今40多年之前的1968年5月，美國(guó)RCA在紐約召開(kāi)的液晶顯示器新聞發(fā)布會(huì)震撼了世界。發(fā)現(xiàn)液晶可用于顯示的是RCA公司的George Heilmeier注1）。Heilmeier斷言，“充滿(mǎn)夢(mèng)想的壁掛式電視機(jī)只需數(shù)年就能實(shí)現(xiàn)”。以此發(fā)表為契機(jī)，日本、英國(guó)、瑞士及德國(guó)的顯示器研究人員同時(shí)涉足液晶開(kāi)發(fā)，全球性開(kāi)發(fā)拉開(kāi)了帷幕。

經(jīng)過(guò)4個(gè)階段發(fā)展成為液晶電視

然而，液晶顯示器的實(shí)用化并非輕而易舉。當(dāng)時(shí)，使用壽命及可靠性之類(lèi)的基本問(wèn)題尚未解決，顯示不到1個(gè)小時(shí)就會(huì)消失。更別提用液晶制造電視機(jī)了。

出現(xiàn)使用壽命及可靠性問(wèn)題的原因在于，通過(guò)在液晶上外加直流電壓，液晶材料及電極被氧化還原并發(fā)生了變質(zhì)。雖然可以采用交流驅(qū)動(dòng)，但這樣做的話(huà)顯示性能則無(wú)法保證。最終是夏普解決了這一問(wèn)題。夏普發(fā)現(xiàn)，如果在液晶材料中加入離子性摻雜物，使導(dǎo)電率增高，就可以通過(guò)交流驅(qū)動(dòng)獲得良好的顯示特性）。這成為全球首款液晶應(yīng)用產(chǎn)品“液晶計(jì)算器”得以投產(chǎn)的決定性因素）。

　由RCA發(fā)布、并由夏普用于計(jì)算器的液晶顯示器，不是目前主流的TN模式，而是DSM（Dynamic Scattering Mode）模式。但是要采用DSM制造液晶電視十分困難。這是因?yàn)镈SM的點(diǎn)陣（Dot Matrix）顯示掃描線(xiàn)存在條數(shù)限制的緣故注4）。解決這一問(wèn)題的突破口，是1971年發(fā)布的TN（Twisted Nematic）模式注5） 。在TN模式下，液晶起到了快門(mén)的作用。通過(guò)使液晶分子在電場(chǎng)中移動(dòng)，對(duì)光線(xiàn)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)/關(guān)操作。這一工作原理，幾乎目前所有的液晶顯示器都在使用。

參與TN模式開(kāi)發(fā)的人，是在RCA及瑞士羅氏（Hoffmann-La Roche）公司從事液晶研究的Wolfgang Helfrich、羅氏公司的Martin Schadt、以及美國(guó)的James Fergason。Helfrich和Schadt二人于1970年12月4日申請(qǐng)了專(zhuān)利，并于1971年2月在“Applied PhysicsLetters”上發(fā)表了論文。幾乎與Helfrich兩人的此項(xiàng)專(zhuān)利同一時(shí)期，在美國(guó)，F(xiàn)ergason也設(shè)計(jì)出了相同的創(chuàng)意，隨后兩者間發(fā)生了激烈的專(zhuān)利權(quán)糾紛。雖然Fergason的專(zhuān)利申請(qǐng)是在Helfrich等人申請(qǐng)的4個(gè)月后，但由于美國(guó)采取先發(fā)明原則，因而產(chǎn)生了錯(cuò)綜復(fù)雜的爭(zhēng)論。激烈爭(zhēng)奪的結(jié)果是，F(xiàn)ergason將全球?qū)＠麢?quán)轉(zhuǎn)讓給了羅氏公司。

雖然TN模式使點(diǎn)陣顯示的掃描線(xiàn)數(shù)大幅增加，但如果將掃描線(xiàn)增加到60條左右，圖像仍會(huì)變形。首個(gè)解釋其理由并提出解決方案的人，是日立制作所的川上英昭。川上指出，掃描線(xiàn)的最大條數(shù)取決于電壓─透射率曲線(xiàn)的上升沿。受此影響，一場(chǎng)加快電壓─透射率曲線(xiàn)上升率的競(jìng)爭(zhēng)就此展開(kāi)。隨之出現(xiàn)了將液晶的扭轉(zhuǎn)角從TN的90度增大到270度的STN（Super Twisted Nematic）模式。1982年英國(guó)Royal Signals and Radar Establishment（RSRE）發(fā)明了該模式，1985年瑞士Brown Boveri（BBC）試制出了掃描線(xiàn)數(shù)為135條的STN液晶顯示器）。
然而，即便導(dǎo)入了STN模式，制造液晶電視仍然很困難。因?yàn)镾TN存在著對(duì)比度較低、難以顯示細(xì)微灰階的問(wèn)題。突破這一難關(guān)的，是通過(guò)TFT（Thin Film Transistor）控制各像素的有源矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)注7）。與之前的單純矩陣驅(qū)動(dòng)不同，該技術(shù)可獨(dú)立控制各像素。因此，可防止受周?chē)袼赜绊懚a(chǎn)生的交調(diào)失真，可進(jìn)行高對(duì)比度及細(xì)微灰階的顯示。（未完待續(xù)，記者：田中 直樹(shù)）

與彩色CRT競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代來(lái)臨

要想采用TFT液晶來(lái)制造電視機(jī)，不可缺少的是在大面積玻璃底板上形成硅膜的技術(shù)以及彩色顯示技術(shù)。

在形成硅膜的技術(shù)方面，面向太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的非晶硅（a-Si）在當(dāng)時(shí)已具實(shí)用性。正好那個(gè)時(shí)候石油危機(jī)將導(dǎo)致能源危機(jī)的說(shuō)法非常流行，所以太陽(yáng)能電池作為能源重新受到重視，非晶硅的開(kāi)發(fā)非常活躍。英國(guó)鄧迪大學(xué)（University of Dundee）于1979年宣布試制非晶硅TFT之后，日本及歐洲的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)紛紛發(fā)布了使用該技術(shù)所取得的非晶硅TFT驅(qū)動(dòng)顯示器成果。

在液晶彩色顯示方法方面，1981年，日本東北大學(xué)的內(nèi)田龍男發(fā)布了排列微細(xì)3色濾波器的并置加法混色法。也就是彩色濾波器方式。這些開(kāi)發(fā)成果促進(jìn)了1986年3英寸非晶硅TFT彩色液晶電視的面市，以及1988年14英寸電視機(jī)用非晶硅TFT彩色液晶顯示器的開(kāi)發(fā)注8)。特別是夏普發(fā)布的14英寸機(jī)型，實(shí)際驗(yàn)證了非晶硅TFT式可以提高液晶屏幕尺寸的可能性，成為各液晶面板廠(chǎng)商投資大屏幕非晶硅TFT液晶彩電的契機(jī)。

如上所述，雖然TFT液晶朝著實(shí)現(xiàn)“充滿(mǎn)夢(mèng)想的壁掛式電視機(jī)”邁出了現(xiàn)實(shí)的第一步，但其全面應(yīng)用則是從PC開(kāi)始的。1988年，提供給美國(guó)IBM及東芝的PC使用的10.4英寸TFT液晶面板，拉開(kāi)了PC全面應(yīng)用液晶的開(kāi)端。1991年，用第1代320mm×400mm底板制造液晶面板的生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)。夏普在這種第1代底板上切割出4枚8.4英寸面板。

　　底板大型化牽引液晶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

對(duì)其后的液晶產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到巨大作用的，則是玻璃底板的大型化。隨著底板大型化，TFT液晶面板的種類(lèi)出現(xiàn)飛躍性增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍也大幅擴(kuò)展。

1993年，第2代的360mm×465mm底板開(kāi)始得到采用，NEC、東芝、夏普3家廠(chǎng)商均采用了這種面板。采用該尺寸的底板后，可切割出4枚比 8.4英寸更大的9.4英寸面板。緊隨其后決定投資的日立制作所、松下電器產(chǎn)業(yè)及韓國(guó)三星電子等廠(chǎng)商，則采用了可切割4枚更大的10.4英寸面板的 370mm×470mm底板。

1994年對(duì)“后第2代”的探索就已開(kāi)始。1995年，可裁切4面11.3英寸面板的400mm×500mm底板生產(chǎn)線(xiàn)（第2.5代）投入生產(chǎn)。 1995年底～1996年，可裁切6面12.1英寸面板的、550mm×650mm左右的底板（第3代）相繼得到采用。繼而在1997年，可切割6枚 13.3英寸面板的590mm×670mm底板生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)，1998年，可裁切6面14.1英寸面板的600mm×720mm底板生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)。

1998年，液晶顯示器的實(shí)際銷(xiāo)售價(jià)跌破10萬(wàn)日元，液晶顯示器市場(chǎng)普及的大幕拉開(kāi)。1999年，三星開(kāi)始采用600mm×720mm底板生產(chǎn)顯示器用17英寸液晶面板。2000～2001年，隨著底板尺寸向680mm×880mm及730mm×920mm的第4代發(fā)展，大屏幕顯示器用液晶面板的生產(chǎn)效率比筆記本電腦用液晶面板得到了更大提高。上述舉措使得成本不斷降低，1998年約為100萬(wàn)臺(tái)的液晶顯示器供貨量，到2001年達(dá)到了1000萬(wàn)臺(tái)，到2005年則突破了1億臺(tái)。[!--empirenews.page--]

技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈交鋒

在液晶顯示器市場(chǎng)開(kāi)始啟動(dòng)的1998年，夏普社長(zhǎng)（現(xiàn)任董事長(zhǎng)）町田勝?gòu)┑囊痪湓?huà)振聾發(fā)聵。“到2005年為止，我們?cè)谌毡緡?guó)內(nèi)銷(xiāo)售的電視機(jī)將全部變?yōu)橐壕?rdquo;。當(dāng)時(shí)，液晶電視還沒(méi)有普及，甚至連公司內(nèi)部對(duì)此都表現(xiàn)出信心不足。然而，就是這句話(huà)吹響了沖鋒的號(hào)角，液晶電視以超乎町田預(yù)想的勢(shì)頭快速普及。在此過(guò)程中，液晶與PDP（Plasma Display Panel）及SED（Surface-conduction Electron-emitter Display）等競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)發(fā)生激烈交鋒。

制造壁掛式電視的挑戰(zhàn)變得具體化，TFT液晶面板與PDP展開(kāi)開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)間，可以追溯到“町田發(fā)言”3年前的1995年。起因是上世紀(jì)80年代后期從PC市場(chǎng)撤出的PDP廠(chǎng)商，到1995年相繼宣布涉足壁掛式電視業(yè)務(wù)。30～40英寸面板的開(kāi)發(fā)成果相繼發(fā)布。PDP陣營(yíng)主張“液晶面板應(yīng)在20英寸以下”，而液晶面板陣營(yíng)則針?shù)h相對(duì)予以反駁。例如，夏普于1995年開(kāi)發(fā)出將2枚21英寸面板接在一起制成的、相當(dāng)于28英寸的TFT液晶面板，堅(jiān)定了制造壁掛式電視的信念。但是，當(dāng)時(shí)的PDP及TFT液晶面板較之CRT，顯示性能均明顯要低，制造成本也較高。雙方陣營(yíng)首先對(duì)此加以改進(jìn)，力爭(zhēng)接近CRT的水平。

TFT液晶面板與PDP的第二次交鋒發(fā)生在2001年。日立制作所推出了大大低于100萬(wàn)日元的、實(shí)際售價(jià)在60多萬(wàn)日元的32英寸PDP電視，該產(chǎn)品在市場(chǎng)上出現(xiàn)熱銷(xiāo)。另一方面，TFT液晶面板陣營(yíng)則在不斷擴(kuò)大屏幕尺寸，由夏普推出了30英寸液晶電視。在面板開(kāi)發(fā)方面，三星發(fā)布了40英寸面板的試制成果。但這些均未達(dá)到取代CRT電視的水平。PDP方面的全高清及低耗電化，TFT液晶面板方面以響應(yīng)速度為代表的影像顯示性能的改進(jìn)，都是各自領(lǐng)域留待解決的大難題。

之后，雙方陣營(yíng)為解決這些問(wèn)題繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。接下來(lái)，雙方于2005～2006年爆發(fā)了第三次交鋒。大幅改善了液晶電視畫(huà)質(zhì)的兩個(gè)陣營(yíng)，采取了孤注一擲地積極投資策略。于2005年在全球同步推出PDP電視的松下電器產(chǎn)業(yè)，連續(xù)宣布對(duì)尼崎工廠(chǎng)（兵庫(kù)縣）進(jìn)行投資。TFT液晶面板陣營(yíng)方面，夏普、三星以及臺(tái)灣廠(chǎng)商則投資第7代及第8代工廠(chǎng)，擴(kuò)大了電視用面板的產(chǎn)量。經(jīng)過(guò)激烈的投資競(jìng)爭(zhēng)，開(kāi)始相繼有廠(chǎng)商退出PDP陣營(yíng)，到2008年只剩下3家。由此，TFT液晶面板在電視領(lǐng)域確立了核心地位。

參與了壁掛式電視開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的，不僅僅是TFT液晶面板及PDP。2004年，SED面板高調(diào)宣布參與競(jìng)爭(zhēng)。佳能與東芝設(shè)立了合資公司“SED”，并發(fā)布了SED電視業(yè)務(wù)計(jì)劃。但是到了2006年，SED電視的投產(chǎn)期從最初計(jì)劃的2006年春季推遲到2007年第4季度。到2007年，又以專(zhuān)利問(wèn)題為由，宣布暫不推出SED電視。

2007年，有機(jī)EL頂替SED進(jìn)軍壁掛式電視市場(chǎng)。索尼推出了11英寸有機(jī)EL電視。不過(guò)，由于大屏幕化技術(shù)尚未成熟，目前還處于開(kāi)發(fā)過(guò)程中。有機(jī) EL面板的量產(chǎn)，始于1997年的小屏幕單色產(chǎn)品。CRT及液晶面板到市場(chǎng)全面啟動(dòng)為止花了20～30年時(shí)間，所以，有機(jī)EL面板是否能形成氣候取決于今后的開(kāi)發(fā)狀況（圖5）。

　　壁掛式電視之后的新一代產(chǎn)品

顯示器技術(shù)人員一直以來(lái)有三個(gè)夢(mèng)想。即：（1）壁掛式電視、（2）3D顯示器、（3）電子紙。

第（1）夢(mèng)想的壁掛式電視已成功實(shí)現(xiàn)。松下等廠(chǎng)商已公布了下一步的研究方向，即：向與墻壁一體化的“墻壁電視”發(fā)展。要制造出超過(guò)以往的大屏幕，大幅度的低耗電化必不可少。不使用導(dǎo)致光利用效率低下的偏光板及彩色濾波器的全新顯示原理的開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。

第（2）夢(mèng)想的3D顯示器方面，對(duì)殺手級(jí)應(yīng)用的開(kāi)拓最為關(guān)鍵。提出完全不同于現(xiàn)有2D顯示器的新影像收視方案的嘗試，在家庭影院及數(shù)字標(biāo)牌（Digital Signage）領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)。

第（3）夢(mèng)想的電子紙方面，必需徹底改變此前以CRT為目標(biāo)的開(kāi)發(fā)策略。紙具有薄、輕、可彎曲、可書(shū)寫(xiě)、視認(rèn)性較高的特點(diǎn)。從哪方面著手進(jìn)行開(kāi)發(fā)，要等到根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用確定開(kāi)發(fā)策略之后。（編輯：曾聰）