Не вдаваясь в нюансы, принцип работы ЖК-дисплеев можно описать следующим образом. Между двумя стеклянными подложками размещены жидкие кристаллы, молекулы которых имеют вытянутую, то есть нематическую (от греческого «нема» — «нить») форму. Благодаря такой форме молекул жидкие кристаллы могут по-разному преломлять световые волны в зависимости от их расположения. Для получения упорядоченной картинки жидкие кристаллы размещаются вдоль нанесённых на стеклянные подложки бороздок, сами стеклянные пластины устанавливаются между поляризационными фильтрами, а за всей панелью располагается лампа подсветки, линейки или массив светодиодов. В результате при подаче на электроды матрицы электрического сигнала возникает электрическое поле и жидкие кристаллы начинают тем или иным образом преломлять свет.
Наибольшее распространение получили технологичные и потому дешёвые в производстве TN-матрицы (Twisted Nematic — cкрученные нематические кристаллы), названные так, поскольку при отсутствии напряжения на матрице молекулы кристаллов как бы закручены на 90 градусов. При подаче на электроды напряжения молекулы выстраиваются вдоль электрического поля, в результате чего и формируется изображение. Для создания цветной картинки применяются три фильтра — красный, зелёный и голубой, которые устанавливаются между стеклянной пластиной и поляризационным фильтром.
Второй недостаток, увы, неисправим, и с ним связана ещё одна врождённая проблема TN-технологии — принципиальная невозможность получить глубокий чёрный цвет. Это вызвано именно закрученностью молекул кристаллов, которые нельзя полностью раскрутить даже мощными электромагнитными полями. В результате даже при полностью выключенном пикселе, то есть при отсутствии напряжения на нём через такой пиксель будет частично проникать свет. Кстати, при наличии «битого» пикселя на TN-матрице он будет всегда светиться, что гораздо неприятней, чем полностью «мёртвый» пиксель.
Получить близкий к натуральному чёрный цвет позволяют IPS-матрицы (In-Plane Switching — выравнивание молекул параллельно подложке), в которых при отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов расположены строго параллельно направлению поляризации одного из фильтров, который полностью поглощает свет от ламп подсветки. Тем самым вместо тёмно-серого мы получаем глубокий чёрный цвет. Кроме того, за счёт «распрямлённости» молекул, которые постоянно находятся в одной плоскости по отношению к экрану, увеличиваются до 170 градусов углы обзора, что особенно важно для экранов с большой диагональю.
