Un cristal liquide est un état de la matière combinant les propriétés d’un liquide et celles d’un solide cristallisé. Il peut être vu comme un assemblage de molécules ellipsoïdales. La forme allongée de ces molécules induit naturellement une biréfringence de forme au cristal liquide. Selon l'arrangement des molecules nous pouvons differencier deux grandes familles de cristaux liquides utilisées pour les SLM : les nématiques et les smectiques.
-Les smectiques : les molécules ont un arrangement ordonné et une orientation determinée.
-Les nématiques : les molécules n'ont pas un arrangement ordonné mais sont en moyennes en parallèles entre elles.
Sachant que les cristaux liquides composants le SLM utilisé sont nématiques, nous parlerons ainsi des deux sous-catégories nématiques que l'on peut trouver pour le SLM. Celles-ci peuvent être differenciées par la disposition des molécules ainsi que par la rotation lors de la présence d'un champ électrique.
Catégorie PAN (Parallel aligned nematic):
Sans champ électrique les molécules sont toutes parallèles entre elles et ont la même direction. En présence d'un champ électrique (noté E), celles-ci basculent toutes en s'alignant avec le champ E. On peut ainsi moduler la phase sans moduler l'intensité. A l'aide de polariseur on peut aussi moduler l'intensité.
Catégorie TN (Twisted nematic):
Lorsque que le champ électrique est nul, les molécules tournent autour de l'axe z d'un angle α de façon à ce que sur le long de l'épaisseur du cristal, l'angle entre les premières molécules et les dernières ont une différence d'angle de π/2. En présence d'un champ électrique, les molécules s'alignent aussi sur le champ électrique.