Tìm hiểu và so sánh các loại công nghệ màn hình: CRT, LED, LCD, Plasma, OLED...

Bài viết liên quan

1. CRT (Cathode ray tube)
CRT có thể được xem là công nghệ màn hình lâu đời nhất được thương mại hoá vào năm 1922, sử dụng màn huỳnh quang và ống phóng tia cathode tác động vào các điểm ảnh để tạo sự phản xạ ánh sáng, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất tivi, máy tính, máy đo... Tính đến thời điểm này, CRT được xem là công nghệ lỗi thời, dù đã có rất nhiều cải tiến trong vòng đời của mình, nó vẫn rất nặng nề và cồng kềnh so với những công nghệ sau này như LCD và Plasma. Với đặc tính kỹ thuật của mình, việc sản xuất màn hình CRT trên 40 inch là không khả dụng bởi không gian đòi hỏi qua lớn cũng như chi phí đắt đỏ. Trong khi đó, công nghệ Plasma và LCD cho phép các nhà sản xuất dễ dàng vượt qua giới hạn này.

CRT về bản chất là một hệ thống đèn điện tử chân không. Trong đó nó sử dụng một (với màn hình đen trắng) hoặc ba (với màn hình màu) súng điện tử (bắn tia âm cực) và một màn phosphor. Để hiển thị được hình ảnh, các súng điện tử sẽ bắn tia âm cực (các hạt electron) vào màn phosphor để kích thích chúng phát sáng. Tuỳ theo màu sắc muốn hiển thị, các electron có thể được gia tốc hoặc chuyển hướng trong quá trình bắn từ súng (qua lớp chân không) đến màn phosphor.

Xét về mức độ tổng thể, màn hình CRT kém hơn rất nhiều so với LCD, Plasma và OLED bởi sự cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích, độ phân giải thấp và tiêu tốn điện năng hơn. Tuy nhiên nó không phải là không có ưu điểm. Sau đây là một số điểm mạnh của CRT mà ngay cả các công nghệ ngày nay vẫn chưa thể làm được:
- Thể hiện màu trung thực, sắc nét: Màu sắc không bị thay đổi dù ở bất kỳ góc nhìn nào
- Hiển thị bất kỳ độ phân giải nào mà không cần phải nội suy
- Tốc độ phản ứng cao, phù hợp với game thủ và các chuyên gia thiết kế, xử lý đồ hoạ - Không input lag (độ trễ tín hiệu đầu vào)

2. LCD (Liquid Crystal Display) - Màn hình tinh thể lỏng
Có thể hiểu tấm LCD gồm một dạng chất lỏng được ghép giữa hai tấm thủy tinh nền và nó thay đổi tính chất khi có dòng điện chạy qua. Màn hình LCD cần một đèn nền phía sau vì bản thân nó không tự phát sáng.
Tấm nền tinh thể lỏng thông thường sẽ gồm 3 phần bộ phận chính: đèn nền, tấm tinh thể lỏng và bộ lọc màu. Nó hoạt động dựa trên tính chất của các tinh thể lỏng có thể biến đổi để cho toàn bộ, chặn một phần hoặc ngăn toàn bộ ánh sáng đi qua. Để tạo được màu sắc, ánh sáng trắng phát ra từ đèn nền sẽ đi qua lớp tinh thể lỏng, ở đây tuỳ theo hình ảnh hiển thị mà màn hình sẽ điều chỉnh bao nhiêu phần ánh sáng được đi qua. Phần ánh sáng này sau đó sẽ đi qua tấm lọc để tạo thành một trong 3 màu cơ bản. Mỗi điểm ảnh của LCD thực chất cấu tạo bởi 3 điểm ảnh phụ với 3 màu cơ bản (đỏ, xanh dương và xanh lá). Màu sắc cuối cùng mà bạn thấy chính là sự phối hợp của 3 màu này.
LCD có độ tương phản thấp hơn CRT, thời gian phản ứng chậm hơn Plasma, hạn chế về góc nhìn và hay gặp lỗi chết điểm ảnh. Một nhược điểm khác của LCD là màu đen không sâu và thật, vì bị ảnh hưởng lộ sáng của đèn nền huỳnh quang.
Hiện tại có khá nhiều công nghệ sản xuất tấm nền cho màn hình LCD, mỗi loại lại có những ưu nhược điểm riêng. Và 3 công nghệ tấm nền chủ yếu là Twisted Nematic (TN), Vertical Alignment (VA) và In-Plane Switching (IPS). Trong đó IPS là loại tấm nền cao cấp nhất, được đánh giá cao về khả năng hiển thị bởi nó mang lại góc nhìn rộng, màu sắc tái tạo trung thực và độ sáng cao.
Một số dạng màn hình phổ biến mà có lẽ bạn đã nghe khá quen thuộc như TFT LCD (Thin Film Transistor – bóng bán dẫn dạng phim mỏng), Super LCD, LED-backlit IPS LCD, IPS Quantum LCD, Retina, IPS LCD.



3. PDP – Plasma (Plasma Display Panel)
Màn hình plasma có lớp kính dày bảo vệ, khi sờ vào bạn sẽ không thấy mềm như loại LCD. Tấm nền plasma được sản xuất chủ yếu cho màn hình cỡ lớn (trên 37 inch). Giữa hai tấm kính là những tế bào nhỏ chứa hỗn hợp khí xeon và neon. Khi tiếp xúc với nguồn điện, lớp khí gas này sẽ chuyển thành thể plasma (khí ion hóa có số hạt mang điện âm - dương tương đương nhau) và sản sinh ánh sáng.

Mỗi tấm nền Plasma được tạo nên từ hàng triệu tế bào plasma được đính dày đặt lên bề mặt giữa 2 tấm kính. Mỗi tế bào plasma chứa hỗn hợp của 10% Xenon và một loại khí trơ như neon nhằm duy trì áp suất trong mỗi tế bào bằng một nửa so với áp suất khí quyển.

Mỗi tế bào plasma được nối với 2 điện cực là điện cực hiển thị và điện cực địa chỉ. Các điện cực có nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển, lựa chọn và hiển thị nhằm tạo ra các điểm ảnh. Để tạo ra màu sắc, dòng điện được truyền từ điện cực địa chỉ đến điện cực hiển thị thông qua hỗn hợp khí đồng thời ion hóa hỗn hợp khí này. Quá trình trên sẽ bức xạ ra tia cực tím mà mắt người không thể nhìn thấy. Do đó, người ta phủ lên mỗi tế bào một lớp phốt pho màu (thường là đỏ, xanh lá và xanh dương) làm chất lân quang nhằm biến tia cực tím thành ánh sáng mà mắt người có thể nhìn thấy đồng thời tạo ra màu sắc trên màn hình.

Từ nguyên tắc này mà màn hình Plasma dày hơn so với LED. Tiêu thụ điện năng nhiều hơn LED, LCD. Màn hình này dễ nóng khi hoạt động lâu.
Hiện tượng burn-in: Khi người dùng để hiển thị một hình tĩnh trong 30 phút, ảnh này sẽ lưu lại ở dạng vệt mờ sau đó vài ngày hoặc có khi cả tháng.
Plasma cho chất lượng hình ảnh không tốt đối với phòng đầy đủ ánh sáng.
Tuy vậy, nó cũng có ưu điểm như: 
Màu sắc rực rỡ: Màu đen sâu, có góc nhìn rộng hơn, tạo ảnh có độ sâu hơn, chuyển động nhanh và mượt hơn, giàu màu sắc hơn LED & LCD. Tivi Plasma sẽ có khả năng mang đến góc nhìn rộng với chất lượng hình ảnh, màu sắc và độ tương phản không bị nhạt đi.

4. LED (Light Emitting Diode) 
Thực chất chỉ là cải tiến của LCD về công nghệ đèn chiếu sáng cho các tấm nền. Thay vì đèn huỳnh quang âm cực lạnh (CCFL) (hoặc cũng có đèn huỳnh quang âm cực nóng (HCFL) của Sony) thì đèn LED (diode phát sáng) được thay thế. Sau nhiều cải tiến cả về công nghệ và thiết kế thì chúng ta có một màn hình với các đặc điểm sau:
Chất lượng hình ảnh: Màu đen rất chân thực trong khi màu trắng vẫn có được độ sáng cần thiết, điều này tạo nên sự tương phản rất cao - thể hiện qua thông số độ tương phản động (DCR) của đã vượt qua mức 10.000.000:1, gấp hàng chục lần so với công nghệ tốt nhất của LCD - giúp các sản phẩm màn hình công nghệ LED có hình ảnh có chiều sâu và sống động và "đều" hơn. Tuy vậy, nếu xét về độ trung thực thì nó vẫn thua CRT.
Đa dụng: Một điểm rất đặc trưng của các màn hình công nghệ LED chính là khả năng thể hiện hình ảnh rất tốt ngay cả trong điều kiện môi trường có độ sáng cao, việc thử nghiệm rất dễ dàng, hãy dùng 1 đèn công suất cao và chiếu thẳng vào màn hình của bạn và cảm nhận.
Để chiếu sáng hình ảnh trên toàn bộ màn hình các đèn nền LED phải xếp tương ứng 1-1 với ma trận điểm ảnh màu, việc sắp xếp như vậy cho phép điều chỉnh độ sáng chính xác đến từng điểm ảnh trên toàn bộ màn hình, mang lại sự tương phản tốt hơn và loại bỏ được hiện tượng lệch màu tại các góc, vì thế mà một màn hình tivi càng lớn thì càng cần nhiều điểm LED.

Mỗi điểm ảnh sẽ được cấu tạo từ ba LED: xanh, xanh lá, đỏ. Nhờ điều chỉnh cường độ sáng của từng LED, có thể thay đổi cường độ sáng tỉ đối của ba LED so với nhau, nhờ đó tạo ra màu sắc tổng hợp tại mỗi điểm ảnh. Khi muốn điểm ảnh tắt, chỉ cần tắt toàn bộ 3 LED là có thể thu được màu đen tuyệt đối, không gặp phải hiện tượng màu đen không chân thực do lộ sáng từ đèn nền như với màn hình LCD. 

5. OLED (Organic light-emitting diode)
Có thể nói rằng tính đến thời điểm hiện tại màn hình OLED đang là công nghệ màn hình tốt nhất. Nó tập hợp gần như hầu hết ưu điểm của những công nghệ màn hình trước đó.
Trong khi LCD và Plasma đều cần đến đèn nền thì các điểm ảnh của OLED có thể tự phát sáng khi dòng điện đi qua. LCD cần đến đèn nền huỳnh quang lạnh hoặc đèn LED còn Plasma cần đến đèn UV để đốt cháy phốt pho tạo ra các màu sắc cơ bản.
Các thiết bị hiển thị OLED sử dụng các màng carbon hữu cơ, được kẹp giữa hai điện cực có điện tích. Một cái là một cathode (cực âm) kim loại và một anode (cực dương) trong suốt, thường là thủy tinh. Màn hình OLED có thể sử dụng các giản đồ địa chỉ ma trận thụ động (passive-matrix, PMOLED) hoặc ma trận tích cực (active matrix - AMOLED). Các OLED ma trận tích cực (AMOLED) yêu cầu một bảng nối tiếp bóng bán dẫn mỏng để chuyển đổi từng pixel riêng lẻ, nhưng cho phép độ phân giải cao hơn và kích thước màn hình lớn hơn.
Màn hình OLED hoạt động mà không cần đèn nền; do đó, nó có thể hiển thị mức độ đen sâu và có thể mỏng hơn và nhẹ hơn màn hình tinh thể lỏng (LCD). Trong điều kiện ánh sáng xung quanh thấp (chẳng hạn như phòng tối), màn hình OLED có thể đạt được tỷ lệ tương phản cao hơn so với màn hình LCD, bất kể màn hình LCD có sử dụng đèn huỳnh quang cathode lạnh hoặc đèn nền LED hay không.
Ưu điểm của màn hình OLED:

  • Mỏng, nhẹ, thiết kế đẹp hơn tất cả các màn hình hiện có.
  • Tiêu thụ ít điện năng hơn cả LED.
  • Không nóng khi hoạt động lâu.
  • Góc nhìn rộng. Độ phân giải cao.
  • Tần số quét cực cao nên thể hiện những khung hình tốc độ cao cực tốt.
  • Màu sắc trung thực, sống động, độ tương phản cao, màu đen thể hiện rất tốt.

Tại sao tốt như vậy mà nó chưa phổ biến? Bởi vì:

  • Giá cả rất đắt, đây là lý do chính.
  • Thêm nữa là thời gian sống của màn hình OLED không cao. Chỉ bằng khoảng 1/2 so với LCD hay LED.



Chia sẻ bài viết

Author:

Mong rằng những bài viết được viết và tổng hợp trên blog này sẽ cung cấp những thông tin hữu ích đến bạn. Chúc một ngày vui vẻ !

0 comments: