จอแสดงผลตั้งแต่ยุคเริ่มต้นเราใช้หลอดรังสีแคโทด (cathode ray tube (CRT)) เป็นจอแสดงผลและวิวัฒนาการต่อมาคือจอ LCD, LED และ OLED โดยที่จอ LCD, LED และ OLED ถูกนำมาใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันมากที่สุด เมื่อ ant พูดถึงผลึกหลายคนคงจะพอนึกออกแล้วว่ามันเกี่ยวข้องกับจอแสดงผลชนิดใด นั่นก็คือจอ LCD (Liquid-crystal display) นั่นเอง ก่อนที่เราจะไปรู้จักกับการสร้างผลึกซ้อนผลึกนั่น เรามาทำความเข้าใจกับจอ LCD กันก่อน
ย้อนกลับไปในปีค.ศ. 1888 ได้มีการค้นพบสถานะผลึกเหลว (liquid-crystal) เป็นครั้งแรกโดยนักพฤษศาสตร์ขาวออสเตรีย ชื่อ Friedrich Reinitzer (ไม่ใช่สถานะใหม่แต่อย่างใด) ขณะที่เขาทำการวิจัยเรื่องสารคลอเลสเตอรอลในพืช โดย Friedrich พบว่าสารที่มีชื่อว่า คอเลสเตอรอลเบนโซเอต (Cholesterol benzoate) มีจุดหลอมเหลว 2 ค่า
ซึ่งเขาทำการทดลองโดยให้ความร้อนกับคอเลสเตอรอลเบนโซเอตที่อุณหภูมิ 145 °C สารจะหลอมเหลวกลายเป็นของเหลวหนืดสีขาวขุ่น และเมื่อให้อุณหภูมิอีกค่าหนึ่งที่ 179 °C ของเหลวสีขาวขุ่นนั้นจะเปลียนไปเป็นของเหลวใสไม่มีสี ทำให้ Friedrich เกิดความสงสัยกับความแปลกใหม่ที่ได้จากการทดลองของเขา
Friedrich จึงตัดสินใจเขียนจดหมายไปหานักฟิสิกส์ชาวเยอรมันที่มีชื่อว่า Otto Lehmann เพื่อเล่าเรื่องผลการทดลองและสิ่งที่เขาสงสัยให้ฟัง ต่อมา Otto สนใจในปริศนาดังกล่าวจึงลงมือศึกษาจุดหลอมเหลวนั้นผ่านกล้องจุลทรรศน์และสิ่งที่ Otto สังเกตเห็นคือ ช่วงอุณหภูมิที่สารคอเลสเตอรอลเบนโซเอตได้รับความร้อนจนเลยจุดหลอมเหลวแรกไป แต่ยังไม่เลยจุดหลอมเหลวจุดที่สองนั่น มีผลึกบางส่วนของสารยังไม่หลอมเหลวทำให้โครงสร้างและสมบัติทางแสงของผลึกของแข็งหลงเหลืออยู่
การพัฒนายังคงไม่หยุดยั้ง จนกระทั่งช่วงปลายเดือนธันวาคม 2019 นี้ นักวิจัยจาก Pritzker School of Molecular Engineering ของ University of Chicago และ Argonne National Laboratory ได้พัฒนานวัตกรรมผลึกซ้อนผลึก (crystals-within-crystals) ขึ้นมา โดยผลึกใหม่เหล่านี้ จะถูกใช้เป็นจอแสดงผลชนิดใหม่ในยุคถัดไป
ก็เหมือนกับที่เล่าไว้แล้วข้างต้นว่า จอผลึกเหลวจะใช้ประโยชน์จากการวางตัวของแนวโมเลกุลและโครงสร้างผลึก ในการกั้นแสงและปล่อยแสง แต่วิธีของผลึกซ้อนผลึก (crystals-within-crystals) จะก่อตัวเป็นโครงสร้างผลึกที่ถูกเรียกว่า blue phase crystals ซึ่งเป็นรูปแบบโมเลกุลที่เรียงตัวในแนวที่สามารถสะท้อนแสงที่มองเห็นได้ได้ดีที่สุดนั่งเอง แน่นอนว่า blue phase crystals มีคุณสมบัติทางแสงที่ดีและการตอบสนองที่เร็วกว่าผลึกเหลวทั่วไป
เพื่อที่จะสร้าง blue phase crystal interface นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคโนโลยีที่อาศัยพื้นผิวแม่แบบทางเคมี (chemically patterning surfaces) ที่ได้สะสมไว้บนผลึกเหลวและนี่จะทำให้เกิดการสร้าง blue phase crystal ขึ้นภายใน blue phase crystal อีกอันนั่นเอง
และไม่เพียงแค่สร้างผลึกซ้อนขึ้นมาใหม่เท่านั้น โครงสร้างผลึกใหม่ยังสามารถที่จะปรับอุณหภูมิและกระแสเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง blue phase หนึ่งไปเป็น blue phase ชนิดอื่นได้ด้วย ดังนั้นมันจึงเปลี่ยนสี
"เราเตรียมที่จะทดลองกับวัสดุอื่น" Paul Nealey ผู้ร่วมวิจัยกล่าว