2020年12月18日

每天都进步#353 液晶(一)液晶的诞生

 

大家好,欢迎收看每天都进步,这里是天地海课室,陪你每天进步1%

今天开始,我们又来开启一个新系列,这个系列制作到最后不知道有多长,但是我会努力的把整个系列做得好看的。这个系列我们来聊科技历史上,一个技术的发明,这个技术叫做液晶,Liquid Crystal

说起液晶,可能很多人都不清楚这是什么,但是假如将液晶的其中一款应用说出来,你就会恍然大悟,原来是这个东西啊。这个应用就叫做LCD。所谓的LCD,全名是Liquid Crystal Display。顾名思义,就是一种用液晶这种技术来做显示用途的显示器。而这个LCD,几乎再现在到处都可以看得到啊,大到你的电视机、电脑荧幕,小到你的手机,计算机等等的荧幕,用的技术都是LCD技术,就是用液晶制作出来的。而现在的电视机,大部分都是LCD的啊,所以你可以想象到这个液晶技术的背后,到底有多么庞大的商机,而追逐这个商机盈利的商人们,又是怎样你追我赶的竞争,就是我们这个节目要说的内容。

今天这个系列的第一集,我们就先来说说液晶这个技术的发明啦。其实,所谓的液晶,是一种物质形态。我们熟悉的物质形态有固体,液体和气体三种。至于液晶,就是属于比较稀有的物质形态,这种物质形态可以流动,同时拥有结晶的光学性质。其实,液晶这种物质形态,早在1877年的时候,就由德国的物理学家Otto Lehmann从一种叫做偏光显微镜的仪器中发现到了液晶这种物质,但是当时候呢,他对这个现象为什么会产生提不出合理的解释,简单来说就是发现到了,可是不懂这是什么,又为什么会这样。

Otto Lehmann 的肖像
图片来源:By Unknown author - Von Einfällen und Zufällen. 2008, ISBN 978-3-9812294-1-7 Seite 17, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8619350

再然后,就到了1888年。在这一年的时候,一个植物生理学家Friedrich Reinitzer在植物体内加热胆固醇,准备研究的时候,发现到在145.5°C的时候,这物质产生了带有光彩的混浊物。而当温度升高到178.5°C的时候,光彩就消失了,然后液体变得透明。有趣的是,当这个液体稍微冷却的时候,混浊又出现,光彩也出现了。

液晶的形态
图片来源:CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30551

当时候的这个发现,在他反复验证之后,确实了在特定的温度之下,会有这样的现象。于是,Reinitzer带着这个发现,跑去找刚刚提到的Otto Lehmann请教。于是,Lehmann就开始全力研究这种神奇的物质,并且将这个物质命名为液晶,Liquid Crystal。而Lehmann也因为他的研究,所以被誉为液晶之父。虽然如此,但是液晶这种物质一直到Lehmann去世之后的1922年,都没有什么人能够运用液晶做出什么产品出来。说真的,温度要那么高,而且特征也就是可以在混浊和透明之间转换,人们就暂时想不到这个应用场景。所以,这个技术就这么被搁置了。

一直来到1961年的时候,才终于有一间公司看到了液晶的潜力。这家公司是美国的一家公司,名字叫做Radio Corporation of America,简称RCARCA在当时候的美国是鼎鼎大名的,因为,他发明了彩色电视机。所以在第二次世界大战之后,RCA就成为了整个电视机行业的龙头,成为了整个世界在电视机产业里的领导者。然后,就在1961年,RCA在美国的普林斯顿实验室,有一个年轻的学者,忽然发现到如果用两片透明的导电玻璃夹着液晶的话,再给这导电玻璃的两端接上电压,就可以通过控制电压的大小,精确的操控究竟要让液晶变得浑浊还是变得透明。

RCA 的标志
图片来源:By Company magazine advertisement - Company logo included in a Radio Corporation of America advertisement that appeared on page 4 of the August 1921 issue of "The Wireless Age magazine., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=59533166

这个发现非常了不起啊,因为,这等于了让发明了彩色电视机的RCA看到了实现他们野心的一个机会。作为彩色电视机的发明者,他们的野心就是要制作出一款可以挂在墙壁上面的彩色电视机啊。而要做到这一点,这个彩色电视机就必须要是平板电视机才可以做到。而这种依靠变换电压就做到变化混浊和透明的晶体,无疑就是一个可以用来制作平板彩色电视机的材料。于是,RCA马上重视起这个发现,并且把这个发现列为高度机密的研究项目,同时准备加大投资,让平板彩色电视机早日被发明出来。

然后1968年的时候,RCA成功制造出世界上第一款液晶显示模型,同时在纽约召开了发布会,宣布并展示这项技术出来。这个发布会无疑是成功的,让RCA变得出名,也让液晶显示技术第一次呈现在世界人的眼光之中。虽然这个液晶显示器还显得很粗糙,但是确实吸引了很多人的目光。可惜的是,最后连RCA自己也放弃了这个液晶显示技术了。因为他们发现到,这个液晶现实技术很难用来生产可以挂在墙壁上的平板电视机。原因是因为,显示器的转变速度太慢,颜色太单调,这样的技术用来显示一些数字还行,要用来显示电视节目,就很困难了。再然后,RCA一头栽进了电脑领域里面,和当时候的另一个巨头IBM打的不亦乐乎。所以,RCA的管理层就决定削减电视机和液晶显示器等方面的研究预算,将火力集中电脑的研究上面。再然后,IBM还活着,RCA就消失了。

今天和大家分享的,是液晶的诞生和小孩阶段,刚刚出生却因为技术的不成熟,所以没有获得世人的青睐。那么之后液晶又是怎样发展起来的呢?我们明天继续聊。

最后要问大家的问题就是,你是否可以想象,如果没有液晶技术的话,这个世界会变成怎样子呢?欢迎在下方的留言区留言,和我分享讨论吧。

今天就讲到这里,如果你喜欢这一集的内容,就请你按赞并且分享给你的朋友。如果你认为我所制作的内容对你有所帮助的话,就请你不要吝啬于订阅我的频道,同时别忘了开启小铃铛,那么你就不会错过接下来的资讯了。天地海课室,陪你每天进步1%。我们明天见。


天地海  著   

没有评论:

发表评论