نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) بر اساس مفهوم دستکاری نور با قرار دادن لایه ای از کریستال های مایع بین دو ورقه از مواد پلاریزه کننده ساخته شده اند. کریستال مایع ماده ای است که ناهمسانگردی را نشان می دهد، به این معنی که دارای ویژگی نوری متفاوتی در جهات مختلف است. یک صفحه LCD از میلیون ها پیکسل تشکیل شده است که هر کدام شامل سه زیرپیکسل قرمز، سبز و آبی است.
هنگامی که یک میدان الکتریکی به یک کریستال مایع اعمال می شود، جهت ناهمسانگردی آن با میدان همسو می شود، که بر قطبش نور عبوری از کریستال تأثیر می گذارد. با کنترل ولتاژ اعمال شده به هر پیکسل، صفحه های LCD می توانند جهت گیری کریستال های مایع را دستکاری کرده و مقدار نوری را که از آن عبور می کند فیلتر کنند.
با این حال، کریستال های مایع به خودی خود نور ساطع نمی کنند و بنابراین به منبع نور پس زمینه نیاز دارند. نور پس زمینه در پشت لایه کریستال مایع قرار می گیرد و وظیفه نورپردازی صفحه نمایش را بر عهده دارد. قبلا از لامپ‌های فلورسنت کاتد سرد (CCFL) به عنوان نور پس‌زمینه استفاده می‌شد، اما دیودهای ساطع کننده نور (LED) جایگزین شده‌اند که از نظر انرژی کارآمدتر و سازگار با محیط زیست هستند.
مواد پلاریزه کننده صفحه نمایش های LCD شامل یک لایه از آرایه ترانزیستور لایه نازک (TFT) است. آرایه TFT شامل ترانزیستورهایی است که مانند سوئیچ های کوچک عمل می کنند و ولتاژ اعمال شده به هر پیکسل را خاموش و روشن می کنند. آرایه TFT وظیفه کنترل دقیق جهت گیری کریستال های مایع را بر عهده دارد و به صفحه نمایش اجازه می دهد میلیون ها رنگ و سایه مختلف ایجاد کند.
هر پیکسل از صفحه نمایش LCD می تواند ترکیبی از مقادیر قرمز، سبز و آبی را نمایش دهد که توسط مقدار جریانی که به هر زیرپیکسل می رسد کنترل می شود. با تغییر شدت جریان، صفحه نمایش می تواند تنوع رنگی تقریبا بی نهایت ایجاد کند. با این حال، این بازتولید رنگ پیچیده به سخت افزار پردازش قدرتمند و کارآمد برای درایو نیاز دارد.
علاوه بر تصاویر رنگارنگ، صفحه نمایش LCD می تواند متن و گرافیک را نیز نمایش دهد. در این حالت، نور پس‌زمینه روشنایی کلی صفحه را فراهم می‌کند، در حالی که پیکسل‌ها برای ایجاد حروف و اشکال به‌طور انتخابی روشن و خاموش می‌شوند. این فرآیند اسکن شطرنجی نامیده می شود.
صفحه نمایش های LCD بر اساس اصل کنترل تراز کریستال های مایع از طریق اعمال میدان الکتریکی است. با فیلتر کردن منبع نور پس زمینه، هر پیکسل می تواند رنگ ها و سایه های مختلفی ایجاد کند. سخت‌افزار پردازشی پیچیده‌ای برای تولید مجدد رنگ صفحه‌های LCD مورد نیاز است، که می‌تواند تقریباً هر تصویر، متن و گرافیکی را نمایش دهد.
