液晶显示(LCD)发明历史

历史和发展液晶显示器（LCD）这个问题相当复杂。液晶显示器的故事在19世纪由一位奥地利植物学家开创。尽管液晶显示器有一个不同且不稳定的开端，但它的发展从早期的成功（如袖珍计算器）发展到可挂在墙上的平板电视显示器的关键里程碑。LCD的起源和发展横跨世界主要工业中心，包括美国、日本和欧洲。

液晶–发现

1888年，奥地利植物学家弗里德里希·赖因策首次发现了液晶。他发现了一种奇怪的物质，这种物质表现出固态和液态之间的中间相。在145摄氏度的温度下，它融化了，可能会变成白色和粘性。当他把温度提高到179摄氏度时，它变得各向同性和清晰。他发现的物质是胆固醇苯甲酸酯。为此，他于1889年3月14日给德国卡尔斯鲁厄理工大学物理学教授奥托·莱曼写了一封信。在信中，他详细描述了这两个熔点。Lehmann对材料进行了全面的研究，发现中间相的液体表现出双折射效应，这是晶体的特征。由于这种材料同时具有液晶和晶体的特性，Lehmann将其命名为“fliessende krystalle”，并最终产生了与之对应的英文名称“liquid crystal”。

当时不受欢迎的液晶

在20世纪初，这些液晶在科学家和研究人员中并不流行;事实上，在长达80年的时间里，这种物质一直是科学好奇的一个元素。这里应该提到的是，德国达姆施塔特的默克公司早在1907年就出售了用于分析的液晶。即使在20世纪60年代初，也只有少数机构和企业参与了这些液晶的研究。设计具有特殊物理性质的液晶的条件几乎不存在，自然地，没有人有动机将其用于商业产品。最终，普通人还是不知道液晶。

早期突破——威廉姆斯领域

液晶显示器的开发始于新泽西州普林斯顿的RCA实验室。1962年，美国无线电协会的研究员理查德·威廉姆斯发现液晶显示出一些有趣的电光特性。Williams通过施加电压在一薄层液晶材料中产生条纹图案。产生的图案由长而平行的区域组成，他称之为“域”。

Williams的结论是，这些域的产生是由于对一种以前没有被识别的液体进行排序。他证明了液晶作为显示设备的光电元件的可能性。这确实是液晶显示器的前身。威廉姆斯发现的现象现在被称为“威廉姆斯域”。

液晶显示技术的重大突破——乔治·H·海尔梅尔的作用

1961年，乔治·h·海尔迈耶(George H. Heilmeier)还是一个刚完成普林斯顿大学博士学位笔试和口试的年轻天才。RCA实验室资助了他的研究。事实上，在那个年代，对年轻工程师和科学家的需求很大。RCA实验室招募并鼓励最优秀的人才，资助他们的研究生教育，同时使他们能够在实验室兼职从事合理的研究项目。在最初的两年里，海尔迈耶在当时新兴的固态微波器件领域工作。然而，作为一名雄心勃勃、充满激情的年轻科学家，他陷入了两难境地:是继续留在成熟的固态微波领域，还是进入更有趣、更冒险的有机半导体领域。大约就在那个时候，Heilmeier开始在Williams领域进行实验。

宾主模式

Heilmeier在Williams域名上兢兢业业，经过努力，他提出了guest-host模式。设备是少量的电流,不到一个每平方厘米微瓦特的电力,这是能够切换颜色与crt的电压大大小于,小于10 V液晶染料混合物与超过1000 V crt ! !这在1964年秋天得到了证明。海尔迈耶预言，一款墙壁大小的平板彩色电视即将问世。然而，他的想法花了四分之一个世纪才得以实现。

当海尔迈耶在实验室里展示这种效果时，那里的人变得非常兴奋。电视之父弗拉迪米尔·兹沃金听说了这个实验，把海尔迈耶叫到他的办公室，想知道为什么无线电协会的人如此兴奋。Heilmeier详细描述了他是如何“无意中”发现了主客间的颜色转换效果。兹沃金回答得很精彩:“也许跌倒了，但要跌倒，就必须不断前进。”1982年，客户-主机模式结合AM驱动器被用于腕表电视!!
成功的动态散射模式
尽管得到了很多赞赏，但客人-主人效应仍存在几个问题。所使用的染料及其液晶主体在应用领域不能长时间保持稳定;此外，该效应对表面取向效应很敏感，需要加热来维持其向列相。RCA的科学家试图用各种可能的方法解决这些问题。

1964年末，他们在几类向列相液晶中观察到了一种有趣的效应，这些液晶都是n型的。研究发现，性能最好的材料是一类叫做希夫碱的有机化合物。他们发现化合物茴香基对氨基苯乙酸酯（APAPA）具有特殊意义。其向列相范围为83至100摄氏度。在应用领域，这些材料似乎表现出显著的湍流，它们从透明的白色变为乳白色。也许，乳白色的外观不需要任何偏光镜来观察；这仅仅是一种光散射效应。

海尔迈尔发现了一种通过电子手段控制光线反射的非常有效的方法。上升时间为1-5毫秒，衰减时间小于30毫秒，加上10-100 V范围内的直流工作电压，使得新模式对字母数字指示器等应用非常有吸引力。他能够证明反光对比度大于15:1，效率为标准白色的45%。他把这种现象称为DSM；以DSM为基础，他实现了第一台可操作的液晶显示器。事实上，这是第一次证明所谓的模糊材料液晶可以制成有用的东西。还有，瞧！液晶显示器诞生了！！

Heilmeier被列入国家发明家名人堂，并被认为是液晶显示器(LCD)的发明。

1968年5月，RCA召开新闻发布会，宣布自豪地发现了一种完全不同于传统CRT的新型电子显示屏。新的显示器重量轻，耗电少，而且纤细光滑。这次会议引起了全球工业界和科学界的关注。这一宣布导致了美国、日本和德国数字手表的开发以及日本袖珍计算器的开发。与此同时，它还导致了瑞士、英国和德国的进一步研究工作，特别是生产适合各种显示应用的新型液晶材料。

海尔迈尔液晶显示器的缺点

如前所述，由Heilmeier开发的液晶显示器采用了他称为DSM的方法，在这种方法中，电荷会重新排列分子，导致光的散射。这种DSM设计表现不佳，似乎过于渴求电力;最终，这个设计被詹姆斯·弗格森在1969年发明的一个改进版本所取代。

James Fergason的改进版LCD

肯特州立大学(Kent State University)液晶研究所(Liquid Crystal Institute)副所长詹姆斯·弗格森(James ferguson)在20世纪60年代发明了一种基于液晶的乳腺癌筛查设备。正是在这段时间里，他的发现奠定了他最伟大发明的基础。我们知道，在RCA实验室开发的液晶显示器应用电压在动态散射模式;它消耗了大量的能量，但收效甚微。1969年，费格森利用液晶的“扭曲向列场效应”发现有效地引导电流通过晶体，最终产生了在最小功率下提供卓越对比度和长寿命的显示器。

扭曲向列型液晶显示器无疑优于早期的动态散射显示器，并很快流行起来。这项技术于1971年在美国由弗格森获得专利。弗格森在1968年成立了自己的公司，ILIXCO或国际液晶公司，生产液晶显示器。他的第一个客户是Bulova手表公司和Gruen手表公司，他们使用该技术来销售第一个使用该技术的LCD手表。到本世纪末，世界上大多数的电子表都采用了这种液晶显示器。
液晶显示器(LCD)年复一年地有了巨大的发展，液晶显示器电视机的年销售量年复一年地超过液晶显示器，随着液晶显示器的使用越来越多，CRT在大多数用途上几乎已经过时了。