現代科技一日千里，我們用來製造工具的物料已經不再局限於金屬、石頭和木頭，科學家還製造新的物料改善工具的性質。例如：我們用液晶製造顯示器，用陶瓷製造耐火物料，用納米物料製造催化劑和藥物。
我們在日常生活中所接觸的物質主要以 \(3\) 個狀態呈現：固態、液態和氣態。在不同的溫度和壓力的情況下，原來固態的物質可轉變成液態；只要把溫度和壓力調好，液態也可轉變成氣態。這些不同的狀態也可稱為「相」。
例如水在 \(0\;^\circ \rm{C}\) 或以下時是固相的冰，在 \(0\) 至 \(100\;^\circ \rm{C}\) 時是液相的水，在 \(100\;^\circ \rm{C}\) 或以上時是氣相的水蒸氣。
我們可以從微觀的角度來理解物質在 \(3\) 個不同相下的粒子結構是如何的。
在固相時，粒子與粒子之間的排列十分規律，粒子與粒子之間的作用力也較大，而粒子只能在自己的位置上有限度地震動，但粒子與粒子之間不會出現移位。
在液相時，粒子與粒子之間沒有固定的排位，粒子與粒子之間還是有作用力，粒子有較大的震幅，甚至出現粒子與粒子之間的移位。
在氣相時，粒子與粒子之間沒有固定的排位，粒子與粒子之間沒有作用力，粒子間的距離十分遙遠。
除了固相、液相和氣相外，某些化合物還有液晶和電漿兩種相。
例如：苯甲酸膽固醇脂（系統命名 \(5-\)膽甾烯\(-3β-\)醇苯甲酸酯，又名膽甾醇苯甲酸酯）是一種在常壓下具備液晶相的化合物。它在 \(145\;^\circ \rm{C}\) 至 \(178.5\;^\circ \rm{C}\) 之間呈現為液晶相。
一般而言，有機液晶的分子通常具有 \(2\) 個結構特徵：長棒狀分子(亦有碟型的液晶分子)和容易極化。
從結構而言，液晶分子的電子不平均分佈使它容易被極化，因此在某些特定環境下（例如某個溫度範圍或在電場的作用下），液晶分子的分子間引力足夠強大，使它們都朝著一個總方向排列（長軸方向），但亦未強得足以固定它們在特定位置上。
在粒子的排列方面，液晶相是介乎固相和液相之間。在中心粒子周圍的其他粒子都會很規律地排列，但在相遠距離的粒子則不太跟隨這個規律。
而粒子與粒子之間的移位還是可以發生，只是不如液體般擁有很高的自由度。
我們可根據液晶相中的分子排列，把液晶分為向列型液晶(nematic)、層列型液晶(smectic)、膽固醇液晶(cholesteric)和碟型液晶(discotic)。
在向列型液晶、層列型液晶和膽固醇液晶的結構中，雖然液晶的分子不會像固體中的分子般規則地排列，但基本上都會按著單一方向排列，而這就是液晶的長軸方向。
在向列型液晶中，液晶分子的長軸方向互相平行，朝著相同方向。
在層列型液晶中，液晶分子的長軸方向互相平行，朝著相同方向，它的液晶分子更有規律地排列，分子層之間更有組織。
膽固醇液晶中的液晶分子都是手性的分子，因此具有旋光性。每層膽固醇液晶的長軸方向都不一樣，但層與層之間的長軸方向有規律地漸變。
碟型液晶中是由比較偏平而且略圓的分子組成。
液晶可用來製造液晶顯示屏，例如電腦和電子儀器的顯現器。
液晶顯示屏結構簡單：\(2\) 塊起偏鏡呈 \(90\;^\circ \) 排列，在每塊起偏鏡都貼著一塊塗上銦錫氧化物的玻璃片（氧化物令可以導電），液晶體就夾在玻璃片中間。
當光源的光線穿過第 \(1\) 塊起偏鏡時，只有某一特定方向偏振面的偏振光可通過起偏鏡。
在中間的液晶分子會慢慢旋轉及調節方向，使偏振光的偏振面在穿過第 \(2\) 塊起偏鏡之前能夠扭轉 \(90\;^\circ \)。偏振光通過液晶層時，受液晶內每層的分子導引，所以穿過液晶層的偏振光的偏振面亦會旋轉 \(90\;^\circ \)。這樣偏振光就可以穿過第 \(2\) 塊起偏鏡，射向鏡面並反射，如此我們便能看到白色的背景。
但如果在 \(2\) 塊塗上銦錫氧化物的玻璃片之間加施加電壓，這亦即是在液晶層施加電場，液晶分子便會與電場平行排列，因此不能修正偏振光的角度。由於偏振光不能通過第 \(2\) 塊起偏鏡，這個情況下的顯示屏便會呈現黑色。
液晶顯示屏的運作原理
