El cristal líquido es un término muy familiar para la gente de hoy. Muchas computadoras, televisores, teléfonos móviles y pantallas grandes en la calle utilizan pantallas de cristal líquido para realizar funciones de visualización.
A finales del siglo XIX, los químicos descubrieron que algunos compuestos orgánicos sólidos no se convirtieron directamente en líquidos después del calentamiento, sino que estaban entre los estados sólidos y líquidos dentro de un cierto rango de temperatura, y luego se convirtieron en líquidos a altas temperaturas. Es diferente de un líquido que puede fluir al azar y un cristal regular y ordenado, y tiene características estructurales intermedias entre ellos. Debido a que posee al mismo tiempo propiedades de fluidez, así como propiedades ópticas y eléctricas similares a los cristales, se creía que era un cristal líquido en ese momento, conocido simplemente como cristal líquido. También se cree que el estado de la materia, además de los tres estados más comunes de sólido, líquido y gas, también debe agregarse a los dos estados de cristal líquido y plasma.
Ahora los químicos han descubierto que las moléculas de los compuestos capaces de formar cristales líquidos tienden a tener una geometría específica, comúnmente las moléculas de varillas largas con una gran relación de aspecto y grupos con polaridad. En lugar de fluir a voluntad como las moléculas líquidas, las largas moléculas en forma de varilla de los cristales líquidos tienden a estar dispuestas y fluir paralelas entre sí en la misma dirección dentro de un cierto rango de temperatura. La relación posicional entre las moléculas de cristal líquido es como un haz de palillos de dientes sueltos, que son casi paralelos entre sí y apuntan en la misma dirección, pero todavía no son uniformes, no son tan estrictamente ordenados como los cristales.
La presencia de grupos polares en las moléculas de cristal líquido hace que las cargas eléctricas en las moléculas existan una distribución desigual, lo que hace que las moléculas de cristal líquido se vuelvan polares. Por lo tanto, el estado de disposición de las moléculas de cristal líquido se cambia bajo la influencia de un voltaje aplicado, y luego se cambia entre transmisión de luz y opacidad de luz. Las pantallas de cristal líquido están hechas utilizando este fenómeno. Los cristales líquidos se inyectan en la capa intermedia de dos piezas de vidrio, y el estado de disposición de las moléculas de cristales líquidos se controla mediante la aplicación de voltaje externo, de modo que se pueden producir imágenes de diferentes formas y claras y oscuras. Las pantallas de cristal líquido (LCD) tienen las ventajas de estructura ligera y delgada, bajo consumo de energía y bajo voltaje de funcionamiento, por lo que las pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT) voluminosas se han convertido en una de las pantallas principales.
La orientación de las moléculas de cristal líquido es muy ordenada, como un palillo de dientes en una caja redonda, sin importar cómo se agita, la orientación de todos los palillos de dientes está hacia arriba, aunque la posición de cada palillo de dientes cambia. Los cristales líquidos, de manera similar, tienen un orden de orientación, aunque las moléculas orgánicas que componen los cristales líquidos no tienen un orden de posición.