Liquid crystal displays (LCD-er) er basert på konseptet med å manipulere lys ved å plassere et lag med flytende krystaller mellom to ark med polariserende materiale. En flytende krystall er et materiale som viser anisotropi, noe som betyr at det har en annen optisk egenskap i forskjellige retninger. En LCD-skjerm består av millioner av piksler, som hver inneholder tre underpiksler – rød, grønn og blå.
Når et elektrisk felt påføres en flytende krystall, er dens anisotropiretning på linje med feltet, noe som påvirker polarisasjonen av lys som passerer gjennom krystallen. Ved å kontrollere spenningen som påføres hver piksel, kan LCD-skjermer manipulere orienteringen til de flytende krystallene og filtrere mengden lys som slipper gjennom.
Flytende krystaller avgir imidlertid ikke lys selv, og krever derfor en bakgrunnsbelysningskilde. Baklyset er plassert bak det flytende krystalllaget og er ansvarlig for å lyse opp skjermen. Tidligere ble kaldkatodelysrør (CCFL) brukt som bakgrunnsbelysning, men de er erstattet av lysdioder (LED), som er mer energieffektive og miljøvennlige.
Det polariserende materialet til LCD-skjermer inkluderer et lag med tynnfilmtransistor (TFT)-array. TFT-arrayet inneholder transistorer som fungerer som bittesmå brytere, som slår på og av spenningen som påføres hver piksel. TFT-arrayen er ansvarlig for å gi presis kontroll over orienteringen til de flytende krystallene, slik at skjermen kan lage millioner av forskjellige farger og nyanser.
Hver piksel på en LCD-skjerm kan vise en kombinasjon av røde, grønne og blå verdier, som kontrolleres av mengden strøm som flyter til hver underpiksel. Ved å variere intensiteten på strømmen kan skjermen skape en nesten uendelig variasjon av farger. Denne sofistikerte fargegjengivelsen krever imidlertid kraftig og effektiv prosesseringsmaskinvare å drive.
I tillegg til fargerike bilder kan LCD-skjermer også vise tekst og grafikk. I dette tilfellet gir en bakgrunnsbelysning en generell belysning av skjermen, mens piksler slås selektivt av og på for å lage bokstaver og former. Denne prosessen kalles rasterskanning.
LCD-skjermer er basert på prinsippet om å kontrollere justeringen av flytende krystaller gjennom påføring av et elektrisk felt. Ved å filtrere bakgrunnsbelysningskilden kan hver piksel skape forskjellige farger og skyggelegging. Sofistikert prosesseringsmaskinvare kreves for å drive fargegjengivelsen av LCD-skjermer, som kan vise nesten alle bilder, tekster og grafikk.
