這種效應是1971年開發的。在兩塊具有氧化銦錫（ITO）透明電極的玻璃基板上，涂復稱為取向層的聚合物薄膜，如聚酰亞胺（PI）。然而，用絨布沿一定方向摩擦，使在取向層表面形成方向一致的微細溝槽。在保證兩塊玻璃基板上取向層溝槽方向正交條件下，密封成一個盒，盒間隙一般控制在幾個微米，如7um。盒留有一個小口灌液晶作，一般用抽真空注的辦法灌入正性向列型液晶。然后，用堵口膠把口密封，在液晶盒的玻璃基板外表面上粘貼上線偏振片，使起偏振片的透光軸與該玻片上取向層摩擦方向一致或垂直。起偏振片與檢偏振片的透光軸相互正交或平行。
與取向層表面接觸的液晶分子由于物理作用將沿溝槽排列，在無電場作用時由于上下取向層溝槽方向正交，使液晶分子排列從上到下扭曲90°，當有電場作用時，由于是正性液晶，電場力使液晶分子沿電場方向排列。顯然，只有當電場足夠強時（大于閥值場強），電場力克服液晶分子間的相互作用力（彈性形變力），首先是中心層面的分子沿電場取向（垂直上下基板排列），隨著電場增強，從中心層逐步擴展到上下基板，最后，除取向層接觸面上的液晶分子仍沿溝槽排列外，所有分子都與基垂直排列。這樣，在斷（OFF）態（無電場作用），當入射光通過起偏振片變為線偏振光，再通過液晶層時，由于液晶的旋光性使線偏振光也隨液晶分子旋轉90°。如果檢偏振片的透光軸與起偏振片的透光軸平行粘貼，就無光輸出呈暗態。在能（ON）態（有電場作用），由于液晶分子垂直基板排列，偏振光通過液層時方向不改變。因而可通過檢偏振片的透光軸正交粘貼，則可實現白底寫、黑字的顯示。這種在電場作用下，使液晶分子從原來平行基板扭曲排列（扭轉90°）的方式轉變為垂直基板排列的方式，從而改變其光學性能的現象稱為扭曲效應。
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