ผลึกเหลว Nematic เป็นของเหลวโปร่งแสงที่เปลี่ยนขั้วของคลื่นแสงที่ลอดผ่าน คำว่า "nematic" มาจากคำภาษากรีกสำหรับเธรดและอธิบายการก่อตัวของเธรดที่สามารถเกิดขึ้นในผลึกเหลว ผลึกเหลว Nematic มักถูกใช้ในหน้าจอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) เช่นในนาฬิกาดิจิตอล
ผลึกเหลวเป็นขั้นตอนการหลอมกลางระหว่างสถานะของแข็งและสถานะของเหลว ในปี 1888 นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรียชื่อ Freidrich Reinitzer ค้นพบสถานะในขณะที่เขาทำการทดลองกับสารที่เรียกว่าคอเลสเตอรอลเบนโซเอต Reinitzer สังเกตเห็นว่าสารมีจุดหลอมเหลวสองจุดที่แตกต่างกัน ในตอนแรกมันกลายเป็นของเหลวที่มีเมฆและในวินาทีที่มันกลายเป็นโปร่งใส การสังเกตการณ์ของ Reinitzer นั้นรวมถึงแนวคิดที่ว่ารัฐที่มีเมฆมากหรือผลึกเปลี่ยนขั้วของคลื่นแสงผ่านมันซึ่งเป็นแนวคิดที่จำเป็นต่อการพัฒนา LCD
Reinitzer ไม่เคยพัฒนาแอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงของเทคโนโลยีผลึกเหลวและการวิจัยเกี่ยวกับสถานะผลึกนั้นถูกทิ้งร้างเป็นส่วนใหญ่ในต้นศตวรรษที่ 20 ในปี 1969 นักวิทยาศาสตร์ชื่อฮันส์เคลเลอร์ประสบความสำเร็จในการสร้างสารที่จะตกผลึกทางประสาทตาที่อุณหภูมิห้อง การค้นพบนี้นำไปสู่ความสามารถในการทำการค้าผลิตภัณฑ์และผลึก nematic ก็มีประโยชน์อย่างมากในเทคโนโลยีหน้าจอ
สามสถานะของสสารที่คนส่วนใหญ่เรียนรู้ในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์คือของเหลวก๊าซและของแข็ง ผลึกเหลวเป็นสถานะที่สี่อยู่ระหว่างของเหลวและของแข็งและอนุญาตให้สสารบางรูปแบบผ่านได้ เช่นเดียวกับสารของเหลวโมเลกุลของผลึกเหลวไม่มีลำดับตำแหน่งใด ๆ แต่เช่นเดียวกับสารที่เป็นของแข็งโมเลกุลของผลึกเหลวสามารถมีระเบียบขององค์กรได้ ผลึกเหลวแบบ nematic เป็นช่วงอุณหภูมิสูงของกระบวนการตกผลึกซึ่งโมเลกุลมีลำดับขององค์กรในระยะยาว
คลื่นแสงจากแหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติหรือแสงสั่นสะเทือนในหลายทิศทาง หากการสั่นสะเทือนส่วนใหญ่มีแนวโน้มในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงแสงจะถูกเรียกว่าเป็นขั้ว ด้วยการวิ่งคลื่นแสงผ่านผลึกเหลวแบบ nematic การเปลี่ยนแปลงโพลาไรซ์โดยทั่วไปจะหมุน 90 องศา หากสนามไฟฟ้าถูกเพิ่มเข้าไปในสารละลายคริสตัลทิศทางและปริมาณของโพลาไรซ์สามารถควบคุมได้ด้วยแรงดันไฟฟ้า
ในการสร้างหน้าจอ LCD จะใช้แก้วโพลาไรซ์สองชิ้นส่วนที่มีตัวกรองผลึกเหลวแบบ nematic บาง ๆ แก้วจะถูกยึดติดกับขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ ด้วยการควบคุมค่าใช้จ่ายผ่านกระจกผลึกเหลวแบบ nematic จะบิดและไม่บิดเบี้ยวทำให้มีเพียงแสงที่ต้องการทางไฟฟ้าเท่านั้นที่จะผ่าน หน้าจอที่ใช้ผลึกเหลวแบบบิดเกลียวเป็นคุณสมบัติทั่วไปของเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ใช้ในแล็ปท็อปนาฬิกาดิจิตอลและนาฬิกา
