Un tempo si credeva fermamente che esistessero tre, e solo tre, stati della materia: solido, liquido e gassoso. Questo fu il caso nel 1888, quando un chimico austriaco di nome Friedrich Reinitzer, che lavorava all’Università di Praga, stava lavorando su una sostanza a base di colesterolo che non sembrava corrispondere alle sue aspettative. Mentre cercava di determinare il punto di fusione, scoprì che la sostanza, che era un cristallo solido a temperatura ambiente, aveva due punti di fusione distinti a 293.9ºC (145.5ºF) e 353.3ºC (178.5ºF). Tra questi due punti c’era un liquido torbido e, quando riscaldato sopra il secondo punto, diventava trasparente. Reinitzer consultò Otto Lehmann, un esperto di ottica dei cristalli, che si rese conto che il liquido torbido era uno stato non specificato della materia, per il quale coniò il nome di cristallo liquido.
Un cristallo liquido è una sostanza considerata tra le sue fasi solida e liquida. Spesso le sue molecole hanno la forma di piastre o bastoncini, forme che tendono ad allinearsi in una certa direzione. L’ordine molecolare nei cristalli liquidi può essere alterato esponendolo a forze elettriche, magnetiche o meccaniche.
Ci sono due fasi principali per un cristallo liquido. Nella fase nematica, che è prossima allo stato liquido, le molecole galleggiano, ma rimangono ordinate. In questa fase in cui un cristallo liquido è ciò che viene chiamato colesterico, i cristalli possono creare una struttura attorcigliata e riflettere la luce visibile in un modello di colore dipendente dalla temperatura. Il legame tra temperatura e colore ne consente l’utilizzo nei termometri.
L’altra fase è la fase smectic. In questa fase il cristallo è prossimo al solido, ed è ordinato a strati. I cristalli liquidi si muovono all’interno degli strati, ma non tra gli strati.
Il display a cristalli liquidi (LCD) è stato sviluppato a Princeton, nel New Jersey, presso il David Sarnoff Research Center nel 1963. Gli orologi digitali LCD monocromatici sono stati prodotti per la prima volta negli anni ‘1970 e il primo televisore LCD commerciale è stato costruito nel 1988. Monitor LCD a colori per computer ha iniziato a essere venduto negli anni ‘1990 e ha superato i monitor CRT per la prima volta nel 2003. Poiché i prezzi della tecnologia LCD sono diminuiti, nel periodo natalizio 2007 sono stati venduti più televisori LCD rispetto ai televisori al plasma o ai televisori CRT.