Liquid Crystals 1888 | Asal Mula Lahirnya Teknologi Layar Datar


Kita tentu sudah tidak asing dengan istilah LCD (Liquid Crystal Display) , istilah ini merujuk pada beberapa produk layar datar seperti televisi, monitor komputer, layar laptop, handphone, kalkulator dan beberapa produk elektronik lainnya.

Sejak pertengahan tahun 1990-an teknologi Liquid Crystals (LCs) atau Kristal Cari merupakan salah satu material dominan untuk membuat berbagai tampilan layar datar dan telah digunakan pada sistem telekomunikasi sejak akhir 1990-an. Seiring waktu teknologi Liquid Crystals mengalami perkembangan salah satunya diaplikasikan pada sistem Wavelength Selective Switching (WSS) / Seleksi Pergantian Gelombang Panjang, dalam hal ini pemanfaan Liquid Crystals (LCs) dipadukan dalam material Silikon yang kemudian dikenal dengan istilah Liquid Crystal on Silicon (LCoS). Misalnya, digunakan pada teknologi perangkat projector dan beberapa teknologi backplane.

Dilansir dari wikipedia; Ada berbagai jenis fase kristal cair , yang dapat dibedakan berdasarkan sifat optiknya yang berbeda (seperti tekstur). Daerah yang bertolak belakang dalam tekstur sesuai dengan domain di mana molekul kristal cair diorientasikan ke arah yang berbeda. Namun, dalam suatu domain, molekul-molekulnya tertata dengan baik. Bahan Liquid Crystals mungkin tidak selalu berada dalam keadaan cair (seperti halnya air bisa berubah menjadi es atau uap air). 

Kristal cair dapat dibagi menjadi 3 fase: fase termotropik, lyotropik dan metallotropik. Kristal cair termotropik dan lyotropik sebagian besar terdiri dari molekul organik , meskipun terdapat juga pada beberapa mineral. Liquid Crystals Termotropik menunjukkan transisi fase-fase perubahan LC ketika terjadi perubahan suhu. LC Lyotropic menunjukkan transisi fase sebagai fungsi dari suhu dan konsentrasi molekul kristal cair dalam pelarutnya. LC Metallotropic terdiri dari molekul organik dan anorganik; jadi adakalanya transisi kristal cair tidak hanya dipicu oleh konsentrasi akibat perubahan suhu, tetapi juga dapat berubah karena komposisi yang bersifat organik dan anorganik.

Pada Tahun 1888, Ahli botani asal Austria Friedrich Reinitzer, meneliti sifat-sifat fisiko-kimia dari berbagai turunan dari kolesterol, bahan ini  sekarang dikenal sebagai cholesteric liquid crystals. Sebelumnya, peneliti lain telah mengamati efek warna yang berbeda ketika mendinginkan turunan kolesterol tepat di atas titik beku, tetapi tidak mengaitkannya dengan fenomena baru. Reinitzer berpendapat bahwa perubahan warna pada turunan cholesteryl benzoate bukan fitur yang paling aneh.

Dia menemukan bahwa cholesteryl benzoate tidak meleleh dengan cara yang sama seperti senyawa lain, tetapi memiliki dua titik leleh. Pada 145,5 ° C (293,9 ° F) itu meleleh menjadi cairan berawan, dan pada 178,5 ° C (353,3 ° F) dapat meleleh lagi sehingga cairan berawan menjadi bening. Fenomena ini dapat dibalik. Terkait dengan temuannya Friedrich Reinitzer kemudian mencari bantuan dari seorang ahli fisika, pada 14 Maret 1888, ia menulis kepada Otto Lehmann. Mereka bertukar surat dan sampel hasil penelitian hingga 24 April 1888. Reinitzer kemudian mempresentasikan hasil penelitiannya, dengan kredit untuk Lehmann dan von Zepharovich, pada pertemuan Vienna Chemical Society pada 3 Mei 1888.

Tahun 1962 bahan kristal cair mulai menjadi fokus penelitian dalam pengembangan elektronik panel layar datar di Laboratorium RCA. Ahli kimia Richard Williams menerapkan medan listrik ke lapisan tipis kristal cair pada suhu 125 ° C, ia telah mengamati pembentukan pola reguler yang ia sebut domain (sekarang dikenal dengan istilah Williams Domains). Hal ini menyebabkan rekannya George H. Heilmeier melakukan penelitian pada panel layar datar berbasis kristal cair untuk menggantikan tabung vakum sinar katoda (CRT) yang digunakan pada teknologi televisi. Namun saat itu rumusuan senyawa nematik Williams dan Heilmeier belum optimal, sehinggal material Liquid Crystals belum dapat digunakan dalam produk tampilan secara komersial. 

Kemudian pada tahun 1966, Joel E. Goldmacher dan Joseph A. Castellano, ahli kimia dalam tim penelitian Heilmeier di lab RCA, berhasil menyempurnakan teknik transisi LC nematik yang lebih praktis pada Liquid Crystals untuk pembuatan panel layar datar. Teknik mereka kemudian menjadi standar industri elektroni untuk pembuatan panel layar datar .


Struktur kimia molekul N- (4-Methoxybenzylidene) -4-butylaniline (MBBA)
Pada tahun 1969, Hans Kelker berhasil mensintesis zat yang memiliki fase nematik pada suhu kamar, MBBA , yang merupakan salah satu subjek penelitian kristal cair yang paling populer. [10] Langkah selanjutnya untuk komersialisasi display kristal cair adalah sintesis zat stabil kimia lebih lanjut (cyanobiphenyls) dengan suhu leleh rendah oleh George Gray . [11] Itu bekerja dengan Ken Harrison dan UK MOD ( RRE Malvern ), pada tahun 1973, menyebabkan desain bahan baru yang menghasilkan adopsi cepat LCD area kecil dalam produk elektronik.