Liquid crystal displays (LCD) är baserade på konceptet att manipulera ljus genom att placera ett lager av flytande kristaller mellan två ark av polariserande material. En flytande kristall är ett material som uppvisar anisotropi, vilket innebär att det har olika optiska egenskaper i olika riktningar. En LCD-skärm består av miljontals pixlar, som var och en innehåller tre subpixlar – röd, grön och blå.
När ett elektriskt fält appliceras på en flytande kristall ligger dess anisotropiriktning i linje med fältet, vilket påverkar polariseringen av ljus som passerar genom kristallen. Genom att kontrollera spänningen som appliceras på varje pixel kan LCD-skärmar manipulera orienteringen av de flytande kristallerna och filtrera mängden ljus som kommer igenom.
Men flytande kristaller avger inte ljus själva och kräver därför en bakgrundsbelysningskälla. Bakgrundsbelysningen är placerad bakom flytande kristallskiktet och ansvarar för att lysa upp skärmen. Tidigare användes kallkatodlysrör (CCFL) som bakgrundsbelysning, men de har ersatts av lysdioder (LED), som är mer energieffektiva och miljövänliga.
Det polariserande materialet på LCD-skärmar inkluderar ett lager av tunnfilmstransistor (TFT) array. TFT-arrayen innehåller transistorer som fungerar som små strömbrytare, som slår på och av spänningen som appliceras på varje pixel. TFT-arrayen är ansvarig för att ge exakt kontroll över orienteringen av de flytande kristallerna, vilket gör att skärmen kan skapa miljontals olika färger och nyanser.
Varje pixel på en LCD-skärm kan visa en kombination av röda, gröna och blå värden, som styrs av mängden ström som flyter till varje subpixel. Genom att variera strömstyrkan kan skärmen skapa en nästan oändlig variation av färger. Men denna sofistikerade färgåtergivning kräver kraftfull och effektiv bearbetningsmaskinvara för att driva.
Förutom färgglada bilder kan LCD-skärmar även visa text och grafik. I det här fallet ger en bakgrundsbelysning en övergripande belysning av skärmen, medan pixlar selektivt slås på och av för att skapa bokstäver och former. Denna process kallas rasterskanning.
LCD-skärmar är baserade på principen att styra inriktningen av flytande kristaller genom applicering av ett elektriskt fält. Genom att filtrera bakgrundsbelysningskällan kan varje pixel skapa olika färger och skuggningar. Sofistikerad bearbetningshårdvara krävs för att driva färgåtergivningen av LCD-skärmar, som kan visa nästan vilken bild, text och grafik som helst.
