Los cristales líquidos suelen ser moléculas rígidas en forma de varilla que tienden a mostrar cierto grado de orden intermolecular incluso cuando teóricamente son líquidos (hay un buen resumen sobre Wikipedia ). Esto sucede porque las partes rígidas polarizables de las moléculas pueden tener interacciones direccionales relativamente fuertes incluso en la fase líquida.
Algunas de las estructuras que forman pueden rotar el plano de la luz polarizada Puedes tener alguna intuición acerca de por qué sabiendo que las lentes polarizantes consisten en moléculas altamente ordenadas cuya interacción con la luz es altamente dependiente de la dirección. En los líquidos normales, las orientaciones moleculares son efectivamente aleatorias, así que, incluso en cada molécula interactúa con la luz dependiendo de su orientación, este efecto se desvanece debido a la aleatoriedad de la estructura global. Los cristales líquidos forman estructuras en las que existe la posibilidad o el orden a gran escala que permite los macroefectos en la polarización (al igual que la estructura rígida en una película polaroid).
La otra cosa que hace útiles a los cristales líquidos es que los detalles del ordenamiento en el líquido pueden verse afectados por campos eléctricos externos, especialmente en películas delgadas de los compuestos. En principio esto es posible cuando cualquier molécula es polar (es decir, tiene un dipolo eléctrico neto). Por supuesto, para hacer una visualización efectiva se requiere un gran ajuste de la estructura eléctrica, mecánica y química, pero los detalles básicos son simplemente que las moléculas se ven afectadas por los campos eléctricos y esto permite cierto control de la macroestructura que, a su vez, altera la forma en que el cristal líquido interactúa con la luz. el efecto no se "enciende" por el campo, sólo se altera y eso es suficiente para hacer una tecnología de visualización viable.
Los cristales líquidos tienen una larga historia. Los primeros compuestos que se sabe que muestran el comportamiento de los cristales líquidos son el benzoato de colesterol, la primera molécula que se muestra a continuación, que fue descubierta en 1888. Las otras estructuras muestran algunas moléculas reales desde los primeros días de las pantallas LCD hasta los desarrollos modernos. Para más ejemplos de la historia hay un gran resumen de Merck (uno de los principales fabricantes) en este presentación de diapositivas .