Nazwa „ciekłe kryształy” określa dwie istotne cechy tych materiałów. Są one cieczami (organicznymi), a jednocześnie mają właściwości typowe dla kryształów. Dzięki temu warstewka ciekłego kryształu zamknięta w wyświetlaczu reaguje na przyłożone do niej napięcie elektryczne. Dobierając wartość napięcia, można w kontrolowany sposób zmieniać wygląd poszczególnych pikseli wyświetlacza, czyli tworzyć dowolne obrazy.
Idea budowy wyświetlacza zilustrowana jest na poniższym rysunku. Ciekły kryształ zawarty jest między przezroczystymi elektrodami, których powierzchnie wywołują skręcenie osi optycznej o 90°. Całość umieszczona jest między skrzyżowanymi polaryzatorami i oświetlana. Padające światło zostaje spolaryzowane przez pierwszy polaryzator i wchodzi do ciekłego kryształu, a wychodzi z płaszczyzną polaryzacji skręconą o 90°, dzięki czemu zostaje przepuszczone przez analizator i piksel wyświetlacza jest jasny.
Przyłożenie napięcia wywołuje odkształcenie kryształu, w wyniku czego powstaje struktura jednoosiowa o osi optycznej równoległej do kierunku biegu światła, która nie skręca płaszczyzny polaryzacji. Wtedy światło wychodzące z ciekłego kryształu zostaje pochłonięte przez analizator. Pole piksela staje się ciemne. Po wyłączeniu napięcia oddziaływania międzymolekularne powodują powrót molekuł do pierwotnej konfiguracji „skręconego nematyka”, rozjaśniając piksel. Na rysunku przedstawione są trzy piksele zaopatrzone w trzy filtry barwne. Stanowią one pojedynczy element obrazu. W sytuacji pokazanej na rysunku jasny będzie piksel czerwony, nieco ciemniejszy zielony, natomiast niebieski pozostanie ciemny. Element obrazu uzyska barwę wypadkową.
Istnieje sto kilkadziesiąt tysięcy substancji ciekłokrystalicznych i wciąż produkowane są nowe. Ich właściwości bada się na całym świecie. Można to robić, wykonując doświadczenia i pomiary. Można też badać zjawiska w nich występujące, wykonując obliczenia komputerowe. W Instytucie Fizyki PŁ prowadzone są właśnie takie obliczenia. Pozwalają one np. ustalić, jakie właściwości powinien mieć ciekły kryształ, aby wyświetlacz zbudowany z jego użyciem spełniał stawiane mu wymagania lub dowiedzieć się, jak będzie zachowywać się urządzenie wykorzystujące wybrany materiał ciekłokrystaliczny.
