十萬個為什麼﹕液晶顯示器由什麼製成?

[2015.01.22] 發表
謝赫特曼

【明報專訊】日常生活中,我們常接觸液晶顯示器(LCD),如計算機、電視機、手機,街道上的大幅屏幕也常用液晶顯示屏來顯示影像。

科學偉人

2011年諾貝爾化學獎頒給以色列科學家謝赫特曼,以表揚他在準晶體化學領域的貢獻。謝赫特曼在1982年觀察到有違科學理論的晶體現象,於是把這種新晶體命名為準晶。謝赫特曼初時的發現引起極大爭議,他遭同事嘲笑奚落,上司甚至要求他重讀科學基礎書籍,證明其發現根本不可能,後來他與其他研究員合作,在學術期刊發表實驗數據,其發現才獲承認。

19世紀末,化學家發現一些固態有機物在加熱後,並未直接變成液態,反而在一定的溫度下會介乎固態和液態之間,再在高溫時變成液態。它既不是液體,亦不是固定的晶體。由於它有液態和晶體的特點,所以簡稱為液晶。

化學家發現,能夠形成液晶的分子往往具特定形狀,常見的是長棒形。在一定的溫度範圍內,液晶的長棒狀分子不像液體分子般隨意流動,而是以同一個方向平行地排列和流動。

液晶分子彷彿一束鬆散的牙籤,彼此都接近平行並朝向同一方向,但是首尾依然參差不齊,不像晶體那樣嚴格有序。

液晶分子的排列狀態亦會受外加電壓的影響而改變,在透光和不透光之間互相切換。液晶顯示器就是利用這種特質製成。將液晶注入兩片玻璃的夾層,通過電壓控制液晶分子的排列狀態,就可輸出不同形狀和明暗的圖像。

液晶顯示器既輕又薄,而且耗電量較低,很快就淘汰了笨重的陰極射線管(CRT)顯示器,成為主流顯示器之一。

文、圖:香港教育圖書公司《十萬個為甚麼》(新視野版)

化學I(2014年7月出版)

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