LCD-Displays (Flüssigkristallanzeigen) verwenden ein Flüssigkristallpanel als Kernkomponente für die Bilderzeugung. Wenn an die Flüssigkristallschicht innerhalb des LCD-Panels eine bestimmte Spannung angelegt wird, ändert sich die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle.

Ab einer bestimmten Schwellenspannung beginnt die Längsachse der Flüssigkristallmoleküle, sich von ihrer ursprünglichen Ausrichtung wegzuneigen. Wenn die Spannung etwa den doppelten Schwellenwert erreicht, rotieren die Flüssigkristallmoleküle zwischen den beiden Elektrodengittern innerhalb des Panels und richten sich entlang der Richtung des elektrischen Feldes aus, anstatt ihrer ursprünglichen Ausrichtung.

Diese Änderung in der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle beeinflusst die 90-Grad-Polarisationsdrehungseigenschaft des Displays. Zwischen den gekreuzten Polarisatorfilmen ermöglicht der optische Effekt, der durch die verdrehten Flüssigkristallmoleküle verursacht wird, entweder das Durchlassen von Licht (heller Pixel) oder das Blockieren von Licht (dunkler Pixel), wodurch das gewünschte Bild auf dem LCD-Bildschirm erzeugt wird.

Das grundlegende Funktionsprinzip von LCD-Displaygeräten besteht darin, die Flüssigkristallschicht zwischen zwei transparente, leitfähige Glassubstrate zu positionieren. Unter dem Einfluss des zwischen den Elektroden erzeugten elektrischen Feldes erfahren die Flüssigkristallmoleküle eine Verzerrung, die wiederum die Übertragung oder Blockierung der Lichtquelle steuert. Das Anlegen oder Entfernen des elektrischen Feldes führt zu hellen und dunklen Bereichen, die das Bild effektiv darstellen. Durch den Einsatz von Schwarz-Weiß-Farbfiltern können monochrome Bilder dargestellt werden.

Derzeit verwenden die meisten LCD-Displays den STN-Modus (Super-Twisted Nematic), der bei der Leistung der Flüssigkristalle noch relativ neu und in der Entwicklung begriffen ist. Der STN-Modus hat eine ähnliche Struktur wie der traditionelle TN-Modus (Twisted Nematic), aber der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallmoleküle liegt im Bereich von 180° bis 360°, anstatt der 90°-Verdrehung in TN-Displays.

In TN-Modus-LCD-Panels ist der Verdrehungswinkel der Flüssigkristallmoleküle innerhalb der Zelle deutlich größer als die sichtbare Lichtwellenlänge. Dies liegt daran, dass sich, wenn sich die Ausrichtung des Glassubstrats von der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht unterscheidet oder wenn das linear polarisierte Licht in einem Winkel eintritt, die Polarisationsrichtung um 90 Grad dreht, wenn es durch die gesamte Flüssigkristallschicht hindurchtritt und auf der gegenüberliegenden Seite austritt. Dadurch kann die Flüssigkristallzelle zwischen gekreuzten Polarisatoren platziert werden, wo sie Licht blockieren oder durchlassen kann, um die Anzeige von Bildern zu ermöglichen.

Die Glassubstrate in einem LCD-Panel sind mit Ausrichtungsschichten beschichtet, die dafür sorgen, dass sich die Flüssigkristallmoleküle entlang der Rillen in diesen Schichten ausrichten. Wenn sich das Panel im Magnetfeld befindet, richten sich die Flüssigkristallmoleküle entsprechend aus, und das polarisierte Licht, das durch das Panel hindurchtritt, erfährt eine 90-Grad-Drehung, was zur Anzeige farbiger Pixel führt.

Wenn die Glassubstrate aus dem Magnetfeld entfernt werden, richten sich die Flüssigkristallmoleküle wieder neu aus, und das polarisierte Licht durchläuft die Lücken in der Flüssigkristallschicht, behält seine ursprüngliche Ausrichtung bei und wird von den Polarisatoren blockiert oder durchgelassen, was zur Anzeige des gewünschten Farbbildes auf dem LCD-Panel führt.