从CRT到LCD – 广视角补偿膜让一切变为可能!

不久以前,电视机和计算机的显示器还在使用大而笨重的阴极射线管(CRT)生成图像。现在,我们使用的是轻薄的液晶显示屏(LCD),这使得电视机和电脑更具吸引力,也成为了我们日常生活的一部分。

与此同时,LCD也不断得到改进。过去的小屏幕单色LCD已发展为当今的大屏幕彩色LCD面板,允许我们轻松观看各种类型的视频。但是,您是否知道促成这项创新的却是富士胶片开发和生产的广视角补偿膜?一片WV(广视角)补偿薄膜提高了全球各地人们的工作生活质量。

克服LCD的最大问题

尽管自70年代以来LCD在袖珍计算器和手表上发挥了重要作用,但直到90年代末它才被用于制造计算机显示屏。 为制造高端的彩色显示屏,必须克服各种技术挑战来提高LCD图像的质量和响应速度。 此外,还必须降低生产成本,让消费者可能承受得起。

那个时代,最能够满足技术和经济要求的LCD是扭曲向列式(TN) LCD。*但是TN LCD 具有一个较大的缺点:从正面以外的其它角度观看时,图像的色彩和亮度水平都会发生变化。这个问题使得TN LCD无法用于大屏幕显示屏,但是富士胶片的技术创新让这个问题迎刃而解,它就是WV补偿膜。

在LCD中,每个像素中的液晶分子负责传输和阻挡来自其后部射向查看器的光。从侧面、上面或下面观看TN LCD时,液晶分子的特性会导致本应被阻挡的光线透出,从而改变图像的色彩和亮度水平。WV补偿膜会在黑色状态下对像素液晶层中指向多个方向的液晶分子进行补偿,以防止光线透出。应用了WV补偿膜的LCD,从任何角度观看黑色会呈现为纯黑。

由于卓越的性能并且无需更改当前LCD的生产流程,WV补偿膜几乎用于全球所有TN LCD面板的生产中。实际上,您当前查看此网站使用的电脑LCD很可能就使用了富士胶片的WV补偿膜。

*当时,唯一具有商用可行性的使用有源矩阵结构的薄膜晶体管(TFT) LCD是TN LCD。 由于有源矩阵结构可通过专用晶体管(允许打开或关闭电压)控制每个像素,它提供的图像质量和响应性比无源矩阵结构更高。此外,由于每个像素均可打开或关闭,有源矩阵结构在显示数字信号时具有较好的性能。

清晰简单的思路催生新颖的想法

90年代,LCD面板制造商都在寻找办法来解决TN LCD的角度限制问题。 他们研究的重点是尝试改变液晶本身,但所做的任何改变,最终都会减少液晶的发射量,这个缺点与其正在努力解决的缺点不相上下。

此时,恰巧富士胶片有一个问题要解决。 当时,超扭曲向列(STN) LCD是市场上LCD的主流。 富士胶片为制造商提供STN LCD使用的材料,但是市场的竞争越来越激烈,富士胶片在这一领域的销售额几近枯竭。 富士胶片在该市场领域的研发团队面临了艰难的选择: 要么解散,要么开发革命性的新产品。 正如期待的那样,富士胶片研发团队接受了这个挑战。 这五位二三十岁的研究人员还不习惯失败,也不打算就这样接受人生第一次失败。

崭露头角的TN LCD的卓越图像质量远胜于STN LCD,这一下子吸引了团队的注意力,并增强了他们迎接挑战的决心。 1993年夏天,团队开始研究方法对TN LCD的观看角度进行光学补偿。 他们只遵循一条原则: 思路清晰,方法简单。正是遵循着这一点,他们洞察到了需要开发一种补偿膜,对像素液晶层中朝向多个不同方向的液晶分子进行补偿。 清晰简单的思路让他们获得了极具理性的潜在解决方案,但是他们仍然不清楚哪种材料能够实现理想的效果。

盘状液晶LCD: 颠覆性的另类研究成果

1993年冬天,一个团队成员发现了一篇特别有趣的研究论文,其中对盘状或碟形化合物进行了描述。 这正是研究人员一直寻找的形状,它是对橄榄球形LCD分子进行补偿的最有效的形状。 团队立即开始了试验,他们将盘状化合物排列在薄膜的对角线上。 盘状化合物此前从未用于商用产品,团队通过各种方法进行了试验,最终发现了对齐分子的有效方法。 该薄膜的另一个特点让它显得更为另类: 分子展现出一种混合晶向,它们会根据薄膜基质及其与空气的接触情况改变角度。 只需将薄膜放在LCD面板的两侧,观看者便可以从多个不同角度欣赏图像。 长期困扰TN LCD的观看角度受限问题瞬间得到解决,革命性的新薄膜就此诞生。

富士胶片很快便开始向具有合作关系的LCD面板制造商提供WV补偿膜,他们称之为新产品。 1995年,采用WV补偿膜的小型LCD电视已经问世。 当世界各地的LCD面板制造商看到只需一片薄膜便可将图像性能提高到理想的水平,他们马上接受了这项创新。 最终,采用WV补偿膜的TN LCD面板促进了个人电脑和数字电视广播的进一步普及。 此外,它们还加速了CRT的淘汰,CRT从20世纪中叶到本世纪初一直是显示器采用的主流技术。

小薄膜,大作为

技术的发展永不停息,自WV补偿膜出现后,新型LCD不断推出,包括垂直配向型(VA) LCD和平面转换(IPS) LCD。2000年以来,这些创新进一步增强了数字显示器的性能、为智能电话和平板电脑的问世提供了支持,并且帮助丰富了全球各地人们的生活。 TN LCD和WV补偿膜是将这些创新变为现实的基础技术,富士胶片很荣幸在其引发的变革中发挥了重要作用,为社会的发展作出了贡献。

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