液晶顯示器是用晶體製成的嗎

本文解答液晶顯示器是否用晶體製成的問題。居間19世紀發現的液晶:介於固液間的物質,兼具流動性與晶體光學、電學性質;說明其分子結構,利用電壓改變排列實現顯示,lcd因輕薄、低功耗成主流,明確所用為液晶而非普通晶體。

液晶顯示器是用晶體製成的嗎

液晶對於現在的人們來說是一個非常熟悉的名詞。計算機、電視機、手機,以及街邊的大幅屏幕不少是利用液晶顯示屏來實現顯示功能的。

19世紀末,化學家發現一些固態有機物在加熱之後並未直接變成液態,而是在一定的溫度區間內介於固態和液態之間,然後高溫時變成液態。它既不同於能夠隨意流動的液體,也不同於規則有序的晶體,它有著介於兩者之間的結構特點。因為它同時具有流動性,以及類似晶體的光學、電學性質,所以當時認為這是一種液態的晶體,簡稱為液晶。也有觀點認為,物質狀態除了最常見的固、液、氣這三態之外,還應該加上液晶和等離子體這兩種狀態。

現在化學家已經發現,能夠形成液晶的化合物的分子往往都具有特定的幾何形狀,常見的是長寬比很大的長棒狀結構的分子,並帶有極性的基團。在一定的溫度範圍內,液晶的長棒狀分子不像液體分子一樣可以隨意流動,而是傾向於沿同一個方向彼此平行地排列和流動。液晶分子之間的位置關係仿佛一束鬆散的牙籤,彼此都近乎平行並朝向同一個方向,但是首尾依然參差不齊,不像晶體那樣嚴格有序。

液晶分子中的極性基團的存在使得分子內部的電荷呈現不平均的分布,導致液晶分子變得有極性。因此液晶分子的排列狀態會受到外加電壓的影響而改變,進而在透光和不透光之間切換。液晶顯示器就是利用這種現象製成的。將液晶注入兩片玻璃的夾層,通過外加電壓控制液晶分子的排列狀態,就可以輸出不同形狀和明暗的圖像。液晶顯示器具有結構輕薄、功耗低而且工作電壓低的優點,所以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。

液晶分子的取向是非常有序的,就像裝在圓形盒子中的牙籤一樣,不管如何搖動,所有牙籤的方向都是朝上的,儘管每一根牙籤的位置發生了變化。液晶與此類似,雖然組成液晶的有機物分子不具有位置序,但是具有取向序。