十三物什之三：显示器 一场真正的视觉革命
专栏
上世纪70年代，瑞士的霍夫曼·罗氏集团的工程师们制造出了第一款扭曲阵列型液晶显示器；美国的西屋电气制造出了主动矩阵式液晶显示器，从此，庞大笨重的阴极射线管显示器开始被更轻薄的产品取代。在经历了近半个世纪的演变发展之后，液晶显示器已经成为人们生活中必不可少的物什。
流动的晶体
1888年，在布拉格大学工作的奥地利植物学家弗兰德里克·莱尼泽在研究一种胆固醇酯（胆固醇苯甲酸酯用作制造液晶）的时候发现了奇怪的现象——这种东西居然有两个熔点。在接近150℃的时候，它会熔化，但是只是变成浑浊的液体；在接近180℃的时候，它才会变得澄清起来。在和德国物理学家奥托·雷曼合作研究之后，又发现了更有趣的偏振性质。
他们在当年5月召开的维也纳化学协会会议上公布了自己的成果。这的确是很有趣的现象，但是当时的人们并不知道这一现象的原理，以及应该如何使用它。直到1911年，法国人查尔斯·莫甘才开始尝试把液晶夹在两层薄板中——今天的液晶显示器也正是如此。
又过了15年，人们才把电和液晶结合起来。1927年，法国物理学家发现了电流会让液晶分子偏转的性质，现代液晶显示器的基本理论才得以突破；至于它真正可以工作，则是将近40年之后的事了。
今天我们使用的液晶显示器采用的大多是向列型液晶，它们的分子呈长棒状，自然状态下长轴大致平行，可以参考一盒火柴的样子。在两层玻璃薄板之间夹一层液晶，让它们的长轴方向一致并且逐渐扭转90度，大概就是一个常用TN液晶显示器的模型——它能够在平行偏振片之间遮光，而在正交偏振片之间透光；还能在通电的时候旋转长轴角度。这样，我们就可以用电极、两层偏振方向呈90度夹角的偏振片制作出一个可以开关的透光盒；当通电的时候它会变透明，而当不通电的时候会变黑。
实际上，我们的液晶3D眼镜就是应用这种原理的最好例子，它每秒钟在透明和不透明之间变化60次，快到肉眼无法察觉，以让左右眼获得不同的图像以产生立体视觉。但是，作为显示器，还需要有更高的要求才是。
从无线电到显示器
最早制造出液晶显示器模型的不是电视厂商，而是美国无线电公司的研究人员。1962年，理查德·威廉发现通电的液晶薄层会显示出条纹；又过了两年，乔治·海尔迈耶申请了液晶显示器的专利。
海尔迈耶是宾夕法尼亚人，在宾夕法尼亚大学拿到了学士学位，后来又在普林斯顿大学获得了硕士和博士学位，主攻电子工程和固态材料。在22岁进入美国无线电公司之后从事了一段时间的半导体研究，又开始着迷于液晶的奇怪性质。就是在那几年，他和理查德·威廉一起设计和制造出了原始的液晶显示器，并且在1966年的化学物理杂志上发表了把液晶用于显示用途的论文。
就像许多研究成果转化为商业产品的过程一样，海尔迈耶的论文引起了许多机构的重视。当时等离子显示技术也刚刚面市，但是那种类似诸多日光灯管的显示技术难以做成体积不大的显示屏；而液晶显示器则不存在这种限制。实际上，当液晶显示器技术刚刚被发明的时候，人们就已经意识到，这也许可以替代传统的电视了。
英国、美国、瑞士的几个研究组开始设计更成熟的液晶显示设备。1970年，瑞士的霍夫曼·罗氏集团的工程师们制造出了第一款扭曲阵列型液晶显示器，它的原理直到今天也没有太大变化;1972年，美国的西屋电气制造出了主动矩阵式液晶显示器，使用了薄膜晶体管——这就是今天我们常说的TFT-LCD屏。
海尔迈耶因为发明液晶显示器而获得了许多荣誉，从1976年的戴维·萨尔诺夫奖直到1997年的美国电气与电子工程师协会的荣誉奖。与此同时，液晶显示器也在改变人们的生活：电视机和计算机显示器终于不再是庞大而笨重的箱子，而可以像照片一样挂在墙上。在液晶显示器出现后的30年，液晶电视的出货量终于超过了传统CRT电视；而在2008年，全球液晶电视的市场占有率也超过了50%。
也许和获得的那些荣誉相比，“真正改变了世界”这件事，是海尔迈耶更乐于看到的吧。