“使用液晶能夠實現(xiàn)超薄電視”。距今40多年之前的1968年5月，美國RCA在紐約召開的液晶顯示器新聞發(fā)布會震撼了世界。發(fā)現(xiàn)液晶可用于顯示的是RCA公司的George Heilmeier注1）。Heilmeier斷言，“充滿夢想的壁掛式電視機只需數年就能實現(xiàn)”。以此發(fā)表為契機，日本、英國、瑞士及德國的顯示器研究人員同時涉足液晶開發(fā)，全球性開發(fā)拉開了帷幕。

經過4個階段發(fā)展成為液晶電視

然而，液晶顯示器的實用化并非輕而易舉。當時，使用壽命及可靠性之類的基本問題尚未解決，顯示不到1個小時就會消失。更別提用液晶制造電視機了。

出現(xiàn)使用壽命及可靠性問題的原因在于，通過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。雖然可以采用交流驅動，但這樣做的話顯示性能則無法保證。最終是夏普解決了這一問題。夏普發(fā)現(xiàn)，如果在液晶材料中加入離子性摻雜物，使導電率增高，就可以通過交流驅動獲得良好的顯示特性）。這成為全球首款液晶應用產品“液晶計算器”得以投產的決定性因素）。

　由RCA發(fā)布、并由夏普用于計算器的液晶顯示器，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。這是因為DSM的點陣（Dot Matrix）顯示掃描線存在條數限制的緣故注4）。解決這一問題的突破口，是1971年發(fā)布的TN（Twisted Nematic）模式注5） 。在TN模式下，液晶起到了快門的作用。通過使液晶分子在電場中移動，對光線實現(xiàn)了開/關操作。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、以及美國的James Fergason。Helfrich和Schadt二人于1970年12月4日申請了專利，并于1971年2月在“Applied PhysicsLetters”上發(fā)表了論文。幾乎與Helfrich兩人的此項專利同一時期，在美國，F(xiàn)ergason也設計出了相同的創(chuàng)意，隨后兩者間發(fā)生了激烈的專利權糾紛。雖然Fergason的專利申請是在Helfrich等人申請的4個月后，但由于美國采取先發(fā)明原則，因而產生了錯綜復雜的爭論。激烈爭奪的結果是，F(xiàn)ergason將全球專利權轉讓給了羅氏公司。

雖然TN模式使點陣顯示的掃描線數大幅增加，但如果將掃描線增加到60條左右，圖像仍會變形。首個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，掃描線的最大條數取決于電壓─透射率曲線的上升沿。受此影響，一場加快電壓─透射率曲線上升率的競爭就此展開。隨之出現(xiàn)了將液晶的扭轉角從TN的90度增大到270度的STN（Super Twisted Nematic）模式。1982年英國Royal Signals and Radar Establishment（RSRE）發(fā)明了該模式，1985年瑞士Brown Boveri（BBC）試制出了掃描線數為135條的STN液晶顯示器）。
然而，即便導入了STN模式，制造液晶電視仍然很困難。因為STN存在著對比度較低、難以顯示細微灰階的問題。突破這一難關的，是通過TFT（Thin Film Transistor）控制各像素的有源矩陣驅動技術注7）。與之前的單純矩陣驅動不同，該技術可獨立控制各像素。因此，可防止受周圍像素影響而產生的交調失真，可進行高對比度及細微灰階的顯示。（未完待續(xù)，記者：田中 直樹）

與彩色CRT競爭的時代來臨

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

在形成硅膜的技術方面，面向太陽能電池開發(fā)的非晶硅（a-Si）在當時已具實用性。正好那個時候石油危機將導致能源危機的說法非常流行，所以太陽能電池作為能源重新受到重視，非晶硅的開發(fā)非?；钴S。英國鄧迪大學（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)及研究機構紛紛發(fā)布了使用該技術所取得的非晶硅TFT驅動顯示器成果。

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

如上所述，雖然TFT液晶朝著實現(xiàn)“充滿夢想的壁掛式電視機”邁出了現(xiàn)實的第一步，但其全面應用則是從PC開始的。1988年，提供給美國IBM及東芝的PC使用的10.4英寸TFT液晶面板，拉開了PC全面應用液晶的開端。1991年，用第1代320mm×400mm底板制造液晶面板的生產線投產。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業(yè)的發(fā)展

對其后的液晶產業(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液晶面板的種類出現(xiàn)飛躍性增長，應用范圍也大幅擴展。

1993年，第2代的360mm×465mm底板開始得到采用，NEC、東芝、夏普3家廠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、松下電器產業(yè)及韓國三星電子等廠商，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“后第2代”的探索就已開始。1995年，可裁切4面11.3英寸面板的400mm×500mm底板生產線（第2.5代）投入生產。 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底板生產線投產，1998年，可裁切6面14.1英寸面板的600mm×720mm底板生產線投產。

1998年，液晶顯示器的實際銷售價跌破10萬日元，液晶顯示器市場普及的大幕拉開。1999年，三星開始采用600mm×720mm底板生產顯示器用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100萬臺的液晶顯示器供貨量，到2001年達到了1000萬臺，到2005年則突破了1億臺。[!--empirenews.page--]

技術競爭激烈交鋒

在液晶顯示器市場開始啟動的1998年，夏普社長（現(xiàn)任董事長）町田勝彥的一句話振聾發(fā)聵。“到2005年為止，我們在日本國內銷售的電視機將全部變?yōu)橐壕?rdquo;。當時，液晶電視還沒有普及，甚至連公司內部對此都表現(xiàn)出信心不足。然而，就是這句話吹響了沖鋒的號角，液晶電視以超乎町田預想的勢頭快速普及。在此過程中，液晶與PDP（Plasma Display Panel）及SED（Surface-conduction Electron-emitter Display）等競爭技術發(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展開開發(fā)競爭的時間，可以追溯到“町田發(fā)言”3年前的1995年。起因是上世紀80年代后期從PC市場撤出的PDP廠商，到1995年相繼宣布涉足壁掛式電視業(yè)務。30～40英寸面板的開發(fā)成果相繼發(fā)布。PDP陣營主張“液晶面板應在20英寸以下”，而液晶面板陣營則針鋒相對予以反駁。例如，夏普于1995年開發(fā)出將2枚21英寸面板接在一起制成的、相當于28英寸的TFT液晶面板，堅定了制造壁掛式電視的信念。但是，當時的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。雙方陣營首先對此加以改進，力爭接近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100萬日元的、實際售價在60多萬日元的32英寸PDP電視，該產品在市場上出現(xiàn)熱銷。另一方面，TFT液晶面板陣營則在不斷擴大屏幕尺寸，由夏普推出了30英寸液晶電視。在面板開發(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速度為代表的影像顯示性能的改進，都是各自領域留待解決的大難題。

之后，雙方陣營為解決這些問題繼續(xù)進行開發(fā)。接下來，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質的兩個陣營，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電視的松下電器產業(yè)，連續(xù)宣布對尼崎工廠（兵庫縣）進行投資。TFT液晶面板陣營方面，夏普、三星以及臺灣廠商則投資第7代及第8代工廠，擴大了電視用面板的產量。經過激烈的投資競爭，開始相繼有廠商退出PDP陣營，到2008年只剩下3家。由此，TFT液晶面板在電視領域確立了核心地位。

參與了壁掛式電視開發(fā)競爭的，不僅僅是TFT液晶面板及PDP。2004年，SED面板高調宣布參與競爭。佳能與東芝設立了合資公司“SED”，并發(fā)布了SED電視業(yè)務計劃。但是到了2006年，SED電視的投產期從最初計劃的2006年春季推遲到2007年第4季度。到2007年，又以專利問題為由，宣布暫不推出SED電視。

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

　　壁掛式電視之后的新一代產品

顯示器技術人員一直以來有三個夢想。即：（1）壁掛式電視、（2）3D顯示器、（3）電子紙。

第（1）夢想的壁掛式電視已成功實現(xiàn)。松下等廠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。要制造出超過以往的大屏幕，大幅度的低耗電化必不可少。不使用導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發(fā)勢在必行。

第（2）夢想的3D顯示器方面，對殺手級應用的開拓最為關鍵。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，在家庭影院及數字標牌（Digital Signage）領域已經出現(xiàn)。

第（3）夢想的電子紙方面，必需徹底改變此前以CRT為目標的開發(fā)策略。紙具有薄、輕、可彎曲、可書寫、視認性較高的特點。從哪方面著手進行開發(fā)，要等到根據所要實現(xiàn)的應用確定開發(fā)策略之后。（編輯：曾聰）