液晶具有双折射特性，形成了光学各向异性。光学各向异性的结构具有偏光功能，转动入射光的偏振方向，只让某个方向振动的光透过。利用液晶的双折射率控制光的透过是液晶光学的本质。液晶的光学功能是处理经过偏光片过滤后的直线偏振光。这些直线偏振光透过液晶后再经偏光片过滤，可以选择出射光线的亮度。所以，在两片偏光片之间放置液晶，通过控制液晶的转动来调节液晶的双折射率，可以控制出射光线的不同亮度，实现灰阶显示。
