Question

为什么液晶能够显示文字和图像？

Answer 1

1888年，奥地利科学家莱尼茨尔实验时发现了一种奇怪的物质，学名叫胆甾醇苯甲酸酯，平时为固态晶体状，加热到145.5℃时融化成一种浑浊黏稠的液体，但如果继续加热到178.5℃时，它似乎再次融化，又变成清澈透明的液体。而且这两种液体的性质也截然不同。清澈透明的液体具有一种晶体特有的各向异性双折射现象，表明它具有规则性分子排列。

我们在物理课上学过，所有物质都有固、液、气三种形态。固态物质内部的原子或分子呈有规则的空间排列，不能相互移动，即具有一定的晶体结构；而当它呈液态时，内部的原子或分子排列毫无规则，可以自由移动。然而胆甾醇苯甲酸酯却兼有液态和固态两者的特性，既具有液体的流动性、黏性和形变等，又具有晶体结构有规则分子排列以及由此带来的光、电等性质。后来人们给这种既像液体又像晶体的物质起了个名字，叫做“液态晶体”，简称“液晶”。

迄今人们已发现了7万多种液晶物质，它们多数都是以碳分子为中心的脂肪族、芳香族和胆甾族有机化合物。科学家利用高倍电子显微镜观察液晶的分子形状，发现它们均为细长棒形，在正常情况下分子排列很有秩序，显得清澈透明，但如果放在不同电场下，就会改变分子排列，导致光线扭曲或折射，变得浑浊而不透明。

科学家利用这一特性，设计制造了一种新型显示装置，即在两片玻璃或塑料面板之间设置许多装有液晶的微小格栅，每个格栅都设有电极，通过控制电场的强弱，改变液晶的透光性。再在格栅背后装上光源，这样每个格栅就成为一个像素，不同像素之间的明暗对比便可形成所需的黑白图像。如果加上三色滤光片，则可显示彩色图像。这就是液晶显示器的原理。

液晶显示器具有很高的成像质量，画面层次分明，颜色绚丽，分辨率、清晰度高，而且工作电压低，省电，体积轻薄，使用寿命长，不会发出辐射，也不存在屏幕闪烁现象，不易造成视觉疲劳，正在逐步取代传统的阴极射线管显示器。