Kas ir šķidrais kristāls?

Savulaik tika stingri uzskatīts, ka ir trīs un tikai trīs matērijas stāvokļi: ciets, šķidrs un gāzveida. Tas notika 1888. gadā, kad Austrijas ķīmiķis Frīdrihs Reinicers, kurš strādāja Prāgas Universitātē, strādāja pie holesterīna bāzes vielas, kas, šķiet, neatbilst viņa cerībām. Mēģinot noteikt kušanas temperatūru, viņš atklāja, ka vielai, kas istabas temperatūrā bija ciets kristāls, ir divi atšķirīgi kušanas punkti 293.9 ºF (145.5 ºC) un 353.3 ºF (178.5 ºC). Starp šiem diviem punktiem tas bija duļķains šķidrums, un, uzkarsējot virs otrā punkta, tas kļuva caurspīdīgs. Reinicers konsultējās ar Oto Lēmanu, kristāla optikas ekspertu, kurš saprata, ka duļķains šķidrums ir nenoteikts vielas stāvoklis, kuram viņš izdomāja nosaukumu šķidrais kristāls.

Šķidrie kristāli ir viela, kas atrodas starp cieto un šķidro fāzi. Bieži vien tās molekulas ir veidotas kā plāksnes vai stieņi – formas, kurām ir tendence izlīdzināties noteiktā virzienā. Šķidro kristālu molekulāro kārtību var mainīt, pakļaujot to elektriskiem, magnētiskiem vai mehāniskiem spēkiem.

Šķidrajam kristālam ir divas galvenās fāzes. Nematiskajā fāzē, kas ir tuvu šķidrumam, molekulas peld, bet paliek sakārtotas. Šajā fāzē, kad šķidrais kristāls ir tā sauktais holesterisks, kristāli var izveidot savītu struktūru un atspoguļot redzamo gaismu no temperatūras atkarīgā krāsu shēmā. Temperatūras un krāsas saikne ļauj tos izmantot termometros.

Otra fāze ir smektiskā fāze. Šajā fāzē kristāls ir tuvu cietam un ir sakārtots slāņos. Šķidrie kristāli pārvietojas slāņos, bet ne starp slāņiem.
Šķidro kristālu displejs (LCD) tika izstrādāts Prinstonā, Ņūdžersijā, Deivida Sarnova pētniecības centrā 1963. gadā. Vienkrāsainos LCD digitālos pulksteņus pirmo reizi ražoja 1970. gados, un pirmais komerciālais LCD televizors tika uzbūvēts 1988. gadā. LCD krāsu datoru monitori sāka pārdot 1990. gados, un 2003. gadā pirmo reizi pārdeva CRT monitorus. Tā kā LCD tehnoloģijas cenas kritās, 2007. gada Ziemassvētku sezonā tika pārdots vairāk LCD televizoru nekā plazmas televizoru vai CRT televizoru.