被液晶技術(shù)改變的生活

【中玻網(wǎng)】清晨6點(diǎn)，電子鬧鐘準(zhǔn)時提示我該起床了，臥室墻上的大屏顯示器自動開啟，顯示出一幅叢林里日出的生動景象；我進(jìn)入衛(wèi)生間，利用蹲馬桶的短暫時間，查看了一下手機(jī)里的朋友圈都發(fā)生了些什么事；洗漱完畢，戴上運(yùn)動手環(huán)，開始我每天的6公里跑步；6點(diǎn)45分，我進(jìn)到廚房，冰箱門上顯示屏顯示冰箱里食物儲存低于警戒線，我點(diǎn)了下屏幕上的補(bǔ)貨按鈕；做好早餐，我邊吃早餐，邊看電視，了解當(dāng)天新聞；7點(diǎn)30分，開車去上班，車載電腦自動切換導(dǎo)航模式，計(jì)算較優(yōu)路線；一路上，商店的電子櫥窗不斷切換著較新的商品；經(jīng)過一個路口等紅燈的時候，一輛大型移動廣告車從前面經(jīng)過；8點(diǎn)30分，我到達(dá)公司，打開電腦，開始了一天的工作……

　　在科技飛速發(fā)展的21世紀(jì)，液晶顯示技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，在可預(yù)見的將來，電子計(jì)算機(jī)+液晶顯示+觸控技術(shù)+移動互聯(lián)網(wǎng)將完全改變我們的生活。
　　
　　液晶的發(fā)現(xiàn)：與諾貝爾獎失之交臂
　　
　　液晶研究已有上百年歷史。早在1850年，普魯士醫(yī)生魯?shù)婪?middot;菲爾紹等人就發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維的萃取物中含有一種不尋常的物質(zhì)。1883年，奧地利布拉格德國大學(xué)的植物生理學(xué)家斐德烈·萊尼茨爾在加熱安息香酸膽固醇脂時發(fā)現(xiàn)：當(dāng)膽固醇脂加熱到145.5℃時熔化，會經(jīng)歷一個不透明的呈白色黏稠渾濁液體狀態(tài)，并發(fā)出多彩而美麗的珍珠光澤；溫度升到178.5℃后，它似乎再次熔化，光澤消失，變成清澈透明的液體；當(dāng)溫度下降時，再次出現(xiàn)渾濁狀態(tài)并變成紫色，較終又恢復(fù)成白色的固體。
　　
　　萊尼茨爾反復(fù)確定他的發(fā)現(xiàn)后，將這種現(xiàn)象告訴給晶體學(xué)家諾發(fā)斯基，諾發(fā)斯基沒辦法回答他的疑問，建議他向德國亞琛大學(xué)物理學(xué)教授奧托·雷曼請教。
　　
　　雷曼了解這一情況后，制造了一座具有加熱功能的顯微鏡，去觀察這些脂類化合物結(jié)晶的過程，后來還加上了偏光鏡。此后雷曼對這些物質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，發(fā)現(xiàn)了100多種類似性質(zhì)的材料。他發(fā)現(xiàn)，這類白而渾濁的物質(zhì)外觀上雖然屬于液體，但卻顯示出異性晶體特有的雙折射性。開始時，雷曼將這些物質(zhì)稱為軟晶體，然后改稱晶態(tài)流體，并分為“晶狀液體”和“液態(tài)晶體”兩大類。這就是液晶名字的來歷。
　　
　　1913年至1922年間，雷曼多次被提名為諾貝爾物理學(xué)獎候選人，但是由于液晶研究當(dāng)時還不被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可，所以較終還是沒能獲獎。但雷曼的先期研究，為1968年液晶產(chǎn)品的問世和迅速發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
　　
　　液晶技術(shù)應(yīng)用：從軍方開始
　　
　　現(xiàn)代液晶顯示技術(shù)研究起源于美國。1962年春天，新澤西州普林斯頓，美國無線電公司（簡稱RCA，當(dāng)時的世界電視霸主）戴維·薩諾夫研究中心的威廉姆斯，發(fā)現(xiàn)了對氧化偶氮苯甲醚的一種光電效應(yīng)。這種材料在1000V/cm的電場條件下，會在液晶層中形成可視區(qū)域（后來被稱為威廉姆斯域）。同一實(shí)驗(yàn)室的西蒙·拉勞切，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了演示。他將對氧化偶氮苯甲醚夾在兩片玻璃之間，用顯微鏡燈加熱到120℃時粉末熔化；再用電池給玻璃片施加電場時，出現(xiàn)了戲劇般的變化——液晶從透明變成了乳白色。這就是后來廣為人知的動態(tài)散射現(xiàn)象。威廉姆斯后來被RCA派到瑞士蘇黎世工作，他在11月9日提交了RCA的靠前項(xiàng)LCD專利申請。
　　
　　1963年，在RCA實(shí)驗(yàn)室兼職的普林斯頓大學(xué)博士研究生喬治·海爾邁耶，也開始對液晶機(jī)理展開研究。隨著研究的不斷深入，1964年秋天，他在高電場下的液晶動態(tài)散射特征方面取得了重大打破。
　　
　　1965年初，RCA實(shí)驗(yàn)室管理層基于海爾邁耶的研究成果，決定正式啟動一個絕密的液晶研究項(xiàng)目，尋找一種能夠制造平板顯示設(shè)備的室溫液晶材料，較終研制出“掛壁電視”。研究組成員主要包括海爾邁耶、路易斯·扎諾尼和盧西恩·巴頓。他們繼續(xù)研究不同液晶材料及不同單元構(gòu)造的光電特性。RCA實(shí)驗(yàn)室的其他小組開始制作不同的顯示器，以證明LCD在時鐘、手表以及類似應(yīng)用當(dāng)中的潛力。
　　
　　同年，兩位化學(xué)家約瑟夫·卡斯特拉諾和喬爾·戈德梅切爾加入了這個項(xiàng)目。1966年，兩人合成出能夠在室溫范圍內(nèi)工作的液晶材料，顯示了液晶實(shí)用化的可能性。這種材料由多種液晶單體混合而成，被稱為向列相液晶混合物，解決了研制LCD顯示器的材料問題。
　　
　　液晶技術(shù)出現(xiàn)后，較感興趣的是美國軍方，他們認(rèn)為液晶平板顯示器可以取代笨重的CRT顯像管顯示器，在飛機(jī)、潛艇和坦克上都有重要的應(yīng)用價值。為此美國國防部開始對液晶技術(shù)提供資金支持。1966年，RCA實(shí)驗(yàn)室啟動矩陣顯示項(xiàng)目，為美國空軍的戰(zhàn)斗機(jī)研制一種1200個單元的電致發(fā)光矩陣尋址平板顯示器，用于顯示實(shí)時移動的灰度電視圖像。