Unter Flüssigkristall versteht man den Zwischenzustand einer Substanz zwischen fest (Kristall) und flüssig. Wenn Kristalle mit einem hohen Grad an Ordnung in der Molekülsequenz geschmolzen werden, werden sie im Allgemeinen flüssig, was zwar flüssig, aber überhaupt nicht geordnet ist. Allerdings behalten dünne, stabförmige organische Moleküle beim Schmelzen ihre Ordnung in molekularer Richtung bei, verlieren diese jedoch an molekularen Positionen. In dem Zustand, in dem sich Moleküle in einer einheitlichen Richtung befinden, weisen sie abhängig von ihrer Richtung auch Brechungsindizes, Dielektrizitätskonstanten und andere physikalische Eigenschaften auf, die denen von Kristallen ähneln, obwohl sie flüssig sind. Deshalb werden sie Flüssigkristalle genannt. Das folgende Diagramm zeigt die Struktur von 5CB (4-Pentyl-4’-Cyanobiphenyl) als Beispiel für Flüssigkristallmoleküle.

Bei einer Flüssigkristallanzeige (LCD) ist Flüssigkristallmaterial zwischen zwei Glasscheiben angeordnet. Ohne dass zwischen den transparenten Elektroden eine Spannung angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle parallel zur Glasoberfläche ausgerichtet. Bei Anlegen einer Spannung ändern sie ihre Richtung und drehen sich senkrecht zur Glasoberfläche. Abhängig von ihrer Ausrichtung unterscheiden sie sich in ihren optischen Eigenschaften. Daher kann die Menge der Lichtdurchlässigkeit durch die Kombination der Bewegung von Flüssigkristallmolekülen und der Polarisationsrichtung zweier Polarisationsplatten gesteuert werden, die an beiden Außenseiten der Glasscheiben angebracht sind. LCDs nutzen diese Eigenschaften zur Darstellung von Bildern.

Ein LCD besteht aus vielen Pixeln. Ein Pixel besteht aus drei Subpixeln (Rot/Grün/Blau, RGB). Bei der bei Smartphones weit verbreiteten Full-HD-Auflösung sind es mehr als sechs Millionen (1.080 x 1.920 x 3 = 6.220.800) Subpixel. Um diese Millionen Subpixel zu aktivieren, ist in jedem Subpixel ein TFT erforderlich. TFT ist eine Abkürzung für „Thin Film Transistor“. Ein TFT ist eine Art Halbleitergerät. Es dient als Steuerventil, um den Flüssigkristallen für einzelne Subpixel eine entsprechende Spannung zuzuführen. Ein TFT-LCD verfügt über eine Flüssigkristallschicht zwischen einem Glassubstrat, das aus TFTs und transparenten Pixelelektroden besteht, und einem weiteren Glassubstrat mit einem Farbfilter (RGB) und transparenten Gegenelektroden. Darüber hinaus sind auf der Außenseite jedes Glassubstrats Polarisatoren und auf der Rückseite eine Hintergrundbeleuchtungsquelle angebracht. Eine Änderung der an Flüssigkristalle angelegten Spannung verändert die Durchlässigkeit des Panels einschließlich der beiden Polarisationsplatten und damit die Lichtmenge, die von der Hintergrundbeleuchtung zur Vorderseite des Displays gelangt. Dieses Prinzip ermöglicht es dem TFT-LCD, Vollfarbbilder zu erzeugen.