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【中玻網(wǎng)】清晨6點(diǎn),電子鬧鐘準(zhǔn)時(shí)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(shí)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(gè)路口等紅燈的時(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)膽固醇脂加熱到145.5℃時(shí)熔化,會經(jīng)歷一個(gè)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(shí),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(shí),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(shí)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(shí)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(shí)粉末熔化;再用電池給玻璃片施加電場時(shí),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(gè)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(shí)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(gè)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(jià)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(gè)單元的電致發(fā)光矩陣尋址平板顯示器,用于顯示實(shí)時(shí)移動的灰度電視圖像。
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