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液晶显示技术 科学研究的意外惊喜  

2015-12-02 08:57:42|  分类: 经济发展 |  标签: |举报 |字号 订阅

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手机、平板、电视、电脑,现代人的生活根本离不开这些设备。有了它们,我们的工作变得简便快捷。但请闭眼想象20年前人们的工作环境,你每天背着笨重的电脑工作,忍受着闪烁刺眼的显示器,还有高辐射对人体带来的伤害……这就是在液晶显示技术没有被大规模应用前人们的工作状态。感谢液晶显示技术,让我们的工作生活变得更加轻松便利。

说起液晶技术就不得不提到液晶,也许这个词对你来说并不陌生,但它的起源和历史一定让你大吃一惊。1888年奥地利植物学家赖尼铁兹在研究胆固醇的结晶特性过程中,发现该物质在温度变化过程中,表现出奇特的热熔性质,同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。之后,德国物理学家奥·莱曼详细研究了它的光学特性,发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质,认为这种物质是流动性结晶的一种,由此而取名为Liquid Crystal,即液晶[1]。

 

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虽然液晶早在1888年就被发现,但是真正实用在生活中却是在80年后的事情了。1968年,在美国无线电公司(Radio Corporation of America,RCA)的沙诺夫研发中心,工程师们发现液晶分子会受到电压的影响,改变其分子的排列状态,并且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原理,RCA公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏幕[2]。“利用液晶材料可制造显示器”这一信息的发布,标志着液晶正式迈向商业化。

 

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随着研究与发展的深入,液晶显示技术被越来越多人关注。但由于液晶产业发展对技术和支撑产业有很高的要求,因此就全球液晶显示器产业格局来看,形成了以日本、韩国和我国台湾地区为主的“三足鼎立”的产业格局分布[3]。

我国开始研究液晶显示技术的时间基本与世界是同步的。在上世纪70年代初,清华大学和中国科学院长春物理研究所就率先研制出液晶显示屏。但在70-80年代期间,液晶显示研究计划未能列入国家科研攻关计划,研究工作出现了低潮,逐渐拉大了与国际先进水平的差距。直到上世纪90年代,情况才有所改善,LCD相关机构发展到10多家,但总体来说,早期企业的研究开发力量比较薄弱[4-7]。

其实早在1980年,北京电子管厂就从美国引入了一条TN的液晶生产线。但是由于各种原因,国内并没有真正发展起来。到了1998年,吉林彩晶从日本又引进了一条第1代TFT—LCD生产线,然而这条生产线也没有真正投入量产。

直到2002年前后,由于亚洲金融危机,韩国现代出现了一些财务状况,决定把液晶显示部门出售,我国企业京东方通过对现代TFT业务的海外并购进入到TFT—LCD产业,2003年收购完成后,京东方投资建设了国内首条第5代TFT—LCD生产线。2005年,京东方北京第5代TFT-LCD生产线投产,填补了中国大陆液晶显示产业的空白,结束了中国大陆的“无自主液晶显示屏时代”,翻开了中国自主制造液晶显示屏的新篇章。从整体来看,2005年应该说是中国大陆进入TFT—LCD的一个产业元年。

2008年3月5日,时任的温家宝总理在政府工作报告中再次强调了企业作为技术创新主体的作用;而新型显示器被列为报告所涉重大高技术产业化专项的第一项[8]。随着我国电子信息产业振兴规划、战略性新兴产业决定等一系列利好政策的不断颁布和实施,在京东方等企业积极推动与努力下,整个显示行业由原来的韩国、日本、中国台湾“三足鼎立”格局转变成韩国、日本、中国大陆、中国台湾的“三国四地”产业格局,中国企业的行业话语权和国际影响力得到极大提升。

2015年6月,在全球最大显示专业盛会美国显示周(SID Display Week)上,京东方推出全球首款10K大尺寸超高清显示产品,而就在2015年年初,日本公共广播机构NHK还曾表示,8K就是真正的终极技术,将不会有任何技术超越它。京东方副总裁张宇在接受采访时说:“原本采用a-Si技术是无法生产10K超高清显示屏的,但是现在京东方已经突破了技术瓶颈,这是液晶显示技术新的突破。作为全球首款10K超高清屏,在显示领域中国无疑是全球领先的。”[9]

 

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京东方82英寸10K超高清显示屏亮相2015SID(左为10K竖屏,右为10K横屏)

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