Šķidro kristālu displeju (LCD) pamatā ir gaismas manipulācijas koncepcija, starp divām polarizējošā materiāla loksnēm novietojot šķidro kristālu slāni. Šķidrie kristāli ir materiāls, kam piemīt anizotropija, kas nozīmē, ka tam ir atšķirīga optiskā īpašība dažādos virzienos. LCD ekrāns sastāv no miljoniem pikseļu, no kuriem katrs satur trīs apakšpikseļus – sarkanu, zaļu un zilu.
Kad šķidrajam kristālam tiek pielietots elektriskais lauks, tā anizotropijas virziens sakrīt ar lauku, kas ietekmē gaismas polarizāciju, kas iet caur kristālu. Kontrolējot katram pikselim pievadīto spriegumu, LCD ekrāni var manipulēt ar šķidro kristālu orientāciju un filtrēt cauri izplūstošo gaismas daudzumu.
Tomēr šķidrie kristāli paši neizstaro gaismu, un tāpēc tiem ir nepieciešams fona apgaismojuma avots. Fona apgaismojums atrodas aiz šķidro kristālu slāņa un ir atbildīgs par ekrāna apgaismojumu. Iepriekš aukstā katoda dienasgaismas spuldzes (CCFL) tika izmantotas kā fona apgaismojums, taču tās ir aizstātas ar gaismas diodēm (LED), kas ir energoefektīvākas un videi draudzīgākas.
LCD ekrānu polarizējošais materiāls ietver plānslāņa tranzistoru (TFT) masīva slāni. TFT masīvā ir tranzistori, kas darbojas kā mazi slēdži, ieslēdzot un izslēdzot katram pikselim pievadīto spriegumu. TFT masīvs nodrošina precīzu šķidro kristālu orientācijas kontroli, ļaujot ekrānam izveidot miljoniem dažādu krāsu un toņu.
Katrs LCD ekrāna pikselis var parādīt sarkano, zaļo un zilo vērtību kombināciju, ko kontrolē strāvas daudzums, kas plūst uz katru apakšpikseli. Mainot strāvas intensitāti, ekrāns var radīt gandrīz bezgalīgu krāsu daudzveidību. Tomēr šīs izsmalcinātās krāsu atveides vadīšanai ir nepieciešama jaudīga un efektīva apstrādes aparatūra.
Papildus krāsainiem attēliem LCD ekrāni var attēlot arī tekstu un grafiku. Šajā gadījumā fona apgaismojums nodrošina vispārēju ekrāna apgaismojumu, savukārt pikseļi tiek selektīvi ieslēgti un izslēgti, lai izveidotu burtus un formas. Šo procesu sauc par rastra skenēšanu.
LCD ekrāni ir balstīti uz šķidro kristālu izlīdzināšanas kontroles principu, izmantojot elektrisko lauku. Filtrējot fona apgaismojuma avotu, katrs pikselis var radīt dažādas krāsas un ēnojumu. Lai nodrošinātu LCD ekrānu krāsu atveidi, ir nepieciešama sarežģīta apstrādes aparatūra, kas var parādīt gandrīz jebkuru attēlu, tekstu un grafiku.
