Η αρχή λειτουργίας της οθόνης LCD:
Σε πάνελ οθόνης LCD TN-LCD με πάχος μικρότερο από 1 εκατοστό, συνήθως κατασκευάζονται από δύο μεγάλα γυάλινα υποστρώματα με έγχρωμα φίλτρα, φιλμ ευθυγράμμισης κ.λπ. τοποθετημένα εσωτερικά και δύο πολωτικές πλάκες τυλιγμένες εξωτερικά. Μπορούν να καθορίσουν τη μέγιστη φωτεινή ροή και τη δημιουργία χρώματος. Ένα φίλτρο χρώματος είναι ένα φίλτρο που αποτελείται από τρία χρώματα: κόκκινο, πράσινο και μπλε, τα οποία κατασκευάζονται συστηματικά σε ένα μεγάλο γυάλινο υπόστρωμα. Κάθε εικονοστοιχείο αποτελείται από μονάδες (ή υποπίξελ) τριών χρωμάτων. Εάν υπάρχει ένα πάνελ με ανάλυση 1280 × 1024, έχει στην πραγματικότητα 3840 × 1024 τρανζίστορ και υποπίξελ.
Η επάνω αριστερή γωνία (γκρι ορθογώνιο) κάθε υπο-pixel είναι ένα αδιαφανές τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης και ένα φίλτρο χρώματος μπορεί να παράγει τα τρία βασικά χρώματα του RGB. Κάθε ενδιάμεσο στρώμα περιέχει αυλακώσεις που σχηματίζονται σε ηλεκτρόδια και φιλμ ευθυγράμμισης και το άνω και το κάτω ενδιάμεσο στρώμα είναι γεμάτο με πολλαπλά στρώματα μορίων υγρών κρυστάλλων (με χώρο υγρών κρυστάλλων μικρότερο από 5 × 10-6 m). Εντός του ίδιου στρώματος, αν και οι θέσεις των μορίων υγρών κρυστάλλων είναι ακανόνιστες, οι προσανατολισμοί του μεγάλου άξονά τους είναι παράλληλοι με την πλάκα πόλωσης. Από την άλλη πλευρά, μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων, οι μακροί άξονες των μορίων υγρών κρυστάλλων συστρέφονται συνεχώς κατά 90 μοίρες κατά μήκος του παράλληλου επιπέδου της πλάκας πόλωσης.
Μεταξύ αυτών, ο προσανατολισμός των μακρών αξόνων των δύο στρωμάτων μορίων υγρών κρυστάλλων δίπλα στην πλάκα πόλωσης είναι συνεπής με την κατεύθυνση πόλωσης της γειτονικής πλάκας πόλωσης. Τα μόρια υγρών κρυστάλλων κοντά στο ανώτερο ενδιάμεσο στρώμα είναι διατεταγμένα προς την κατεύθυνση της άνω αυλάκωσης, ενώ τα μόρια υγρών κρυστάλλων στο κάτω ενδιάμεσο στρώμα είναι διατεταγμένα προς την κατεύθυνση της κάτω αύλακας. Τέλος, συσκευάζεται σε κυψέλη υγρών κρυστάλλων και συνδέεται με το IC του προγράμματος οδήγησης, το IC ελέγχου και την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
Υπό κανονικές συνθήκες, όταν το φως λάμπει από πάνω προς τα κάτω, μόνο μία γωνία φωτός μπορεί να διαπεράσει. Οδηγείται στις αυλακώσεις του ανώτερου ενδιάμεσου στρώματος μέσω της άνω πλάκας πόλωσης και στη συνέχεια εξέρχεται από την κάτω πλάκα πόλωσης μέσω της στριμμένης διάταξης των μορίων υγρών κρυστάλλων, σχηματίζοντας μια πλήρη διαδρομή διείσδυσης φωτός.
Το ενδιάμεσο στρώμα της οθόνης LCD συνδέεται με δύο πολωτικές πλάκες και η διάταξη και η γωνία μετάδοσης αυτών των δύο πλακών πόλωσης είναι ίδια με τη διάταξη αυλακώσεων του άνω και του κάτω ενδιάμεσου στρώματος. Όταν εφαρμόζεται μια ορισμένη τάση στο στρώμα υγρών κρυστάλλων, λόγω της επίδρασης της εξωτερικής τάσης, ο υγρός κρύσταλλος θα αλλάξει την αρχική του κατάσταση, δεν είναι πλέον διατεταγμένος με τον κανονικό τρόπο και θα γίνει όρθιος. Επομένως, το φως που διέρχεται από τον υγρό κρύσταλλο θα απορροφηθεί από τη δεύτερη πλάκα πόλωσης και ολόκληρη η δομή θα φαίνεται αδιαφανής, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται μαύρο στην οθόνη. Όταν δεν εφαρμόζεται τάση στο στρώμα υγρών κρυστάλλων, ο υγρός κρύσταλλος βρίσκεται στην αρχική του κατάσταση και περιστρέφει την κατεύθυνση του προσπίπτοντος φωτός κατά 90 μοίρες, επιτρέποντας στο προσπίπτον φως από τον οπίσθιο φωτισμό να περάσει από ολόκληρη τη δομή, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται λευκό στην οθόνη. Προκειμένου να επιτευχθεί το επιθυμητό χρώμα για κάθε ανεξάρτητο pixel στον πίνακα, πρέπει να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί λαμπτήρες ψυχρής καθόδου ως πηγή οπίσθιου φωτισμού για την οθόνη.