液晶显示器是用晶体制成的吗

液晶对于现在的人们来说是一个非常熟悉的名词。计算机、电视机、手机,以及街边的大幅屏幕不少是利用液晶显示屏来实现显示功能的。

19世纪末,化学家发现一些固态有机物在加热之后并未直接变成液态,而是在一定的温度区间内介于固态和液态之间,然后高温时变成液态。它既不同于能够随意流动的液体,也不同于规则有序的晶体,它有着介于两者之间的结构特点。因为它同时具有流动性,以及类似晶体的光学、电学性质,所以当时认为这是一种液态的晶体,简称为液晶。也有观点认为,物质状态除了最常见的固、液、气这三态之外,还应该加上液晶和等离子体这两种状态。

现在化学家已经发现,能够形成液晶的化合物的分子往往都具有特定的几何形状,常见的是长宽比很大的长棒状结构的分子,并带有极性的基团。在一定的温度范围内,液晶的长棒状分子不像液体分子一样可以随意流动,而是倾向于沿同一个方向彼此平行地排列和流动。液晶分子之间的位置关系仿佛一束松散的牙签,彼此都近乎平行并朝向同一个方向,但是首尾依然参差不齐,不像晶体那样严格有序。液晶分子中的极性基团的存在使得分子内部的电荷呈现不平均的分布,导致液晶分子变得有极性。因此液晶分子的排列状态会受到外加电压的影响而改变,进而在透光和不透光之间切换。液晶显示器就是利用这种现象制成的。将液晶注入两片玻璃的夹层,通过外加电压控制液晶分子的排列状态,就可以输出不同形状和明暗的图像。液晶显示器具有结构轻薄、功耗低而且工作电压低的优点,所以很快就淘汰了笨重的阴极射线管(CRT)显示器,成为主流显示器之一。

液晶分子的取向是非常有序的,就像装在圆形盒子中的牙签一样,不管如何摇动,所有牙签的方向都是朝上的,尽管每一根牙签的位置发生了变化。液晶与此类似,虽然组成液晶的有机物分子不具有位置序,但是具有取向序