十萬個為什麼﹕液晶顯示器由什麼製成？

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)