From Beijing with Love
Cháu đã lớn thế này rồi à. Lại đây chú ôm cái coi.
Ngành công nghiệp màn hình đã phát triển được một thời gian dài, dẫn đến việc xuất hiện rất nhiều cái tên làm khó chúng ta. OLED và QLED khác gì nhau? LCD và LED có phải là một? Công nghệ miniLED có phải LCD hay không? Hay microLED vượt trội như thế nào so với OLED? Đây là những câu hỏi làm đau đầu không ít người.
*Xem thêm: Tìm hiểu công nghệ tấm nền khi mua màn hình máy tính.
Chính vì vậy, bài viết này giống như 1 cẩm nang khái quát tất cả các công nghệ màn hình hiện có, giúp bạn đỡ bị rối khi tìm hiểu và chọn mua sản phẩm.
Tinh thể lỏng là các phân tử hình que, khi có dòng điện kích thích sẽ thay đổi hướng di chuyển. Trong màn hình LCD, chúng đóng vai trò như 1 lớp đánh chặn ánh sáng, phần bị chặn sẽ trở thành màu đen và phần được đi qua sẽ giúp tạo nên hình ảnh.
Các điểm ảnh của màn hình LCD không thể tự phát sáng mà phải hứng ánh sáng từ lớp đèn nền. Sau khi đi qua lớp tinh thể lỏng ở trên, chỗ ánh sáng còn lại sẽ đi đến bộ lọc màu (thường là ma trận R-G-B) để tạo ra hình ảnh cho chúng ta xem. Nếu bạn dí mắt lại gần màn hình, có thể trông thấy luôn từng điểm ảnh riêng lẻ này.
Các TV LED quảng cáo ầm ĩ trên truyền hình thực chất vẫn là TV LCD, sử dụng màn hình LCD
Nhưng đừng để bị lừa! Tất cả các sản phẩm điện thoại, laptop hay TV được quảng cáo sử dụng màn hình LED, hóa ra vẫn chỉ đang dùng công nghệ LCD. Khác biệt có chăng chỉ là lớp đèn nền, đổi từ công nghệ CCFL (cool cathode fluorescent lamp) sang LED. Đèn nền LED nhỏ hơn, tiết kiệm điện hơn và phát sáng lâu bền hơn.
Tuy nhiên, dù là đèn nền LED hay CCFL, đây vẫn chỉ là công nghệ LCD chứ chẳng có cái màn hình LED nào trên TV hay laptop của bạn. Còn bây giờ là các loại LCD phổ biến trên thị trường.
Twisted nematic (TN)
Twisted nematic (TN) là dạng LCD đầu tiên xuất hiện. Được phát triển vào cuối thế kỷ 20, nó đã mở đường cho công nghệ LCD dần thay thế CRT. Lớp tinh thể lỏng được sắp xếp theo dạng xoắn. Trạng thái “tắt” sẽ cho phép ánh sáng đi xuyên qua 2 bộ lọc phân cực. Khi có dòng điện chạy qua, chúng sẽ tháo dạng xoắn để chặn ánh sáng.
Cấu tạo của màn hình TN LCD
TN đã có mặt vài thập kỷ trên các máy tính cầm tay và đồng hồ điện tử. TN có ưu điểm ở việc tiết kiệm năng lượng và chi phí sản xuất rất rẻ. Do vậy, nó đặc biệt phù hợp với các sản phẩm điện tử giá rẻ, không đòi hỏi chất lượng hình ảnh phải quá cao.
Tuy vậy, TN vẫn có những nhược điểm lớn khiến nó dần bị bỏ lại trước các công nghệ mới hơn. Đó là góc nhìn hẹp và màu sắc nghèo nàn. Một trong những lí do khiến TN hiển thị màu sắc kém sinh động là do các điểm ảnh phụ chỉ xuất ra được 6-bit màu. Đa phần các màn hình ngày nay là 8-bit và 10-bit (có thể dùng phần mềm để pha loãng nhằm tăng thêm 2-bit màu), từ đó sắc thái màu nhiều hơn TN.
Đầu những năm 2010, rất nhiều smartphone sử dụng màn hình TN nhằm tiết kiệm chi phí. Về sau, dần chuyển sang IPS và AMOLED. Đối với TV, xu hướng ngày nay là TV OLED trên phân khúc cao cấp, ngay cả các TV LCD cũng đã sử dụng VA và IPS. Hầu như TN giờ không còn được dùng trên TV và smartphone.
Màn hình LCD trên các sản phẩm giá rẻ thường là TN
Hiện diện của TN chỉ còn trên một số mẫu laptop giá rẻ, tầm dưới 500 USD. Hoặc 1 số màn hình máy tính phục vụ gaming với độ trễ thấp, chấp nhận đánh đổi chất lượng hình ảnh để lấy thời gian phản hồi nhanh hơn.
Ưu điểm của TN:
+ Chi phí sản xuất thấp.
+ Tiết kiệm năng lượng.
+ Thời gian phản hồi nhanh.
Nhược điểm của TN:
- Màu sắc nghèo nàn.
- Góc nhìn hẹp.
- Tương phản kém.
In-plane switching (IPS)
Trong khi TN có thể xa lạ với nhiều người, IPS lại là cái tên quen thuộc hơn hẳn. Đây là công nghệ màn hình LCD phổ biến nhất hiện nay - In-plane switching hay IPS.
Ở dạng LCD này, thay vì sắp xếp lớp tinh thể lỏng theo dạng xoắn, màn hình sẽ xếp chúng song song với điện cực. Ở trạng thái mặc định, ánh sáng sẽ bị chặn không cho đi qua tinh thể lỏng. Khi có dòng điện chạy qua, các phân tử tinh thể lỏng sẽ xoay trên cùng 1 mặt phẳng để ánh sáng lọt qua.
Màn hình IPS do Hitachi phát minh
IPS được Hitachi phát minh nhằm khắc phục nhược điểm về góc nhìn của TN. Thực tế, đúng là IPS LCD có góc nhìn rộng hơn thật, chưa kể nó còn mang tới vài điểm mạnh khác như màu sắc phong phú hơn, độ sâu màu cao hơn. TN tỏ ra thua thiệt hẳn về không gian màu và góc nhìn. Do vậy, IPS dần thay thế TN và trở thành loại LCD được sử dụng rộng rãi nhất.
Tuy nhiên, màn hình IPS không phải là không có điểm yếu. Công nghệ này không thể tiết kiệm điện bằng TN, cũng không rẻ hơn - quy mô sản xuất lớn có thể giảm bớt chi phí nhưng vẫn không thể bằng.
Ưu điểm của IPS:
+ Góc nhìn rộng.
+ Màu sắc phong phú.
Nhược điểm của IPS:
- Thời gian phản hồi chậm hơn TN.
- Tiết kiệm điện kém hơn TN.
Vertical alignment (VA)
Màn hình VA cung cấp màu đen và tương phản cao hơn IPS, nhưng góc nhìn hẹp hơn
VA lại là công nghệ đối lập với IPS. Tinh thể lỏng được xếp dọc với điện cực thay vì ngang. Nếu như IPS là song song thì ở VA, các phân tử tinh thể lỏng lại vuông góc với điện cực. Từ đó, cách chặn ánh sáng của đèn nền cũng trở nên khác biệt so với IPS.
Việc sắp xếp khác IPS khiến VA có thể đánh chặn ánh sáng từ đèn nền tốt hơn, tạo ra màu đen sâu hơn và độ đồng đều màu sắc cao hơn. Thông thường, VA cho màu đen và tương phản đều tốt hơn IPS (và cả TN). Khi xét về độ sâu màu và dải màu bao phủ, VA cũng bắt kịp được IPS.
Tuy nhiên, VA vẫn có những điểm yếu nhất định. Đầu tiên là thời gian phản hồi cực kỳ chậm. Nó có thể dẫn đến các hiện tượng ghosting, tức có các vệt bóng ma đằng sau vật thể chuyển động. Hiện tượng này là do tinh thể mất nhiều thời gian hơn để chuyển hướng. Ngoài ra, góc nhìn VA cũng hẹp hơn IPS.
Ưu điểm VA:
Tương phản xuất sắc nhất trong các loại LCD.
Màu sắc tốt.
+ Màu đen tốt nhất trong các loại LCD.
+ Mức độ đồng đều cao hơn IPS LCD.
Nhược điểm của VA:
- Góc nhìn hẹp.
- Thời gian phản hồi chậm.
*Xem thêm: Sơ lược các công nghệ màn hình đang có quanh ta - Phần 2.
*Xem thêm: Tìm hiểu công nghệ tấm nền khi mua màn hình máy tính.
Chính vì vậy, bài viết này giống như 1 cẩm nang khái quát tất cả các công nghệ màn hình hiện có, giúp bạn đỡ bị rối khi tìm hiểu và chọn mua sản phẩm.
LCD là gì?
Công nghệ LCD là viết tắt của “Liquid-Crystal Display” hay “màn hình tinh thể lỏng”, có tuổi đời lâu nhất trong danh sách này. Trên các sản phẩm điện tử, chúng thường là loại truyền dẫn (transmissive) với cấu tạo gồm hai thành phần chính: một lớp đèn nền và một lớp tinh thể lỏng.
Các điểm ảnh của màn hình LCD không thể tự phát sáng mà phải hứng ánh sáng từ lớp đèn nền. Sau khi đi qua lớp tinh thể lỏng ở trên, chỗ ánh sáng còn lại sẽ đi đến bộ lọc màu (thường là ma trận R-G-B) để tạo ra hình ảnh cho chúng ta xem. Nếu bạn dí mắt lại gần màn hình, có thể trông thấy luôn từng điểm ảnh riêng lẻ này.
LED khác gì với LCD?
Mặc dù rất phổ biến, LCD dường như đang dần biến mất trên thông điệp quảng cáo của các hãng. Đặc biệt ở lĩnh vực TV, gần như đã lâu rồi không còn nghe đến “TV LCD” nữa, thay vào đó, các nhà sản xuất liên tục nhắc đến “TV LED”. Vậy LED khác gì với LCD?
Nhưng đừng để bị lừa! Tất cả các sản phẩm điện thoại, laptop hay TV được quảng cáo sử dụng màn hình LED, hóa ra vẫn chỉ đang dùng công nghệ LCD. Khác biệt có chăng chỉ là lớp đèn nền, đổi từ công nghệ CCFL (cool cathode fluorescent lamp) sang LED. Đèn nền LED nhỏ hơn, tiết kiệm điện hơn và phát sáng lâu bền hơn.
Tuy nhiên, dù là đèn nền LED hay CCFL, đây vẫn chỉ là công nghệ LCD chứ chẳng có cái màn hình LED nào trên TV hay laptop của bạn. Còn bây giờ là các loại LCD phổ biến trên thị trường.
Twisted nematic (TN)
Twisted nematic (TN) là dạng LCD đầu tiên xuất hiện. Được phát triển vào cuối thế kỷ 20, nó đã mở đường cho công nghệ LCD dần thay thế CRT. Lớp tinh thể lỏng được sắp xếp theo dạng xoắn. Trạng thái “tắt” sẽ cho phép ánh sáng đi xuyên qua 2 bộ lọc phân cực. Khi có dòng điện chạy qua, chúng sẽ tháo dạng xoắn để chặn ánh sáng.
TN đã có mặt vài thập kỷ trên các máy tính cầm tay và đồng hồ điện tử. TN có ưu điểm ở việc tiết kiệm năng lượng và chi phí sản xuất rất rẻ. Do vậy, nó đặc biệt phù hợp với các sản phẩm điện tử giá rẻ, không đòi hỏi chất lượng hình ảnh phải quá cao.
Tuy vậy, TN vẫn có những nhược điểm lớn khiến nó dần bị bỏ lại trước các công nghệ mới hơn. Đó là góc nhìn hẹp và màu sắc nghèo nàn. Một trong những lí do khiến TN hiển thị màu sắc kém sinh động là do các điểm ảnh phụ chỉ xuất ra được 6-bit màu. Đa phần các màn hình ngày nay là 8-bit và 10-bit (có thể dùng phần mềm để pha loãng nhằm tăng thêm 2-bit màu), từ đó sắc thái màu nhiều hơn TN.
Đầu những năm 2010, rất nhiều smartphone sử dụng màn hình TN nhằm tiết kiệm chi phí. Về sau, dần chuyển sang IPS và AMOLED. Đối với TV, xu hướng ngày nay là TV OLED trên phân khúc cao cấp, ngay cả các TV LCD cũng đã sử dụng VA và IPS. Hầu như TN giờ không còn được dùng trên TV và smartphone.
Hiện diện của TN chỉ còn trên một số mẫu laptop giá rẻ, tầm dưới 500 USD. Hoặc 1 số màn hình máy tính phục vụ gaming với độ trễ thấp, chấp nhận đánh đổi chất lượng hình ảnh để lấy thời gian phản hồi nhanh hơn.
Ưu điểm của TN:
+ Chi phí sản xuất thấp.
+ Tiết kiệm năng lượng.
+ Thời gian phản hồi nhanh.
Nhược điểm của TN:
- Màu sắc nghèo nàn.
- Góc nhìn hẹp.
- Tương phản kém.
In-plane switching (IPS)
Trong khi TN có thể xa lạ với nhiều người, IPS lại là cái tên quen thuộc hơn hẳn. Đây là công nghệ màn hình LCD phổ biến nhất hiện nay - In-plane switching hay IPS.
Ở dạng LCD này, thay vì sắp xếp lớp tinh thể lỏng theo dạng xoắn, màn hình sẽ xếp chúng song song với điện cực. Ở trạng thái mặc định, ánh sáng sẽ bị chặn không cho đi qua tinh thể lỏng. Khi có dòng điện chạy qua, các phân tử tinh thể lỏng sẽ xoay trên cùng 1 mặt phẳng để ánh sáng lọt qua.
IPS được Hitachi phát minh nhằm khắc phục nhược điểm về góc nhìn của TN. Thực tế, đúng là IPS LCD có góc nhìn rộng hơn thật, chưa kể nó còn mang tới vài điểm mạnh khác như màu sắc phong phú hơn, độ sâu màu cao hơn. TN tỏ ra thua thiệt hẳn về không gian màu và góc nhìn. Do vậy, IPS dần thay thế TN và trở thành loại LCD được sử dụng rộng rãi nhất.
Tuy nhiên, màn hình IPS không phải là không có điểm yếu. Công nghệ này không thể tiết kiệm điện bằng TN, cũng không rẻ hơn - quy mô sản xuất lớn có thể giảm bớt chi phí nhưng vẫn không thể bằng.
Ưu điểm của IPS:
+ Góc nhìn rộng.
+ Màu sắc phong phú.
Nhược điểm của IPS:
- Thời gian phản hồi chậm hơn TN.
- Tiết kiệm điện kém hơn TN.
Vertical alignment (VA)
VA lại là công nghệ đối lập với IPS. Tinh thể lỏng được xếp dọc với điện cực thay vì ngang. Nếu như IPS là song song thì ở VA, các phân tử tinh thể lỏng lại vuông góc với điện cực. Từ đó, cách chặn ánh sáng của đèn nền cũng trở nên khác biệt so với IPS.
Việc sắp xếp khác IPS khiến VA có thể đánh chặn ánh sáng từ đèn nền tốt hơn, tạo ra màu đen sâu hơn và độ đồng đều màu sắc cao hơn. Thông thường, VA cho màu đen và tương phản đều tốt hơn IPS (và cả TN). Khi xét về độ sâu màu và dải màu bao phủ, VA cũng bắt kịp được IPS.
Tuy nhiên, VA vẫn có những điểm yếu nhất định. Đầu tiên là thời gian phản hồi cực kỳ chậm. Nó có thể dẫn đến các hiện tượng ghosting, tức có các vệt bóng ma đằng sau vật thể chuyển động. Hiện tượng này là do tinh thể mất nhiều thời gian hơn để chuyển hướng. Ngoài ra, góc nhìn VA cũng hẹp hơn IPS.
Ưu điểm VA:
Tương phản xuất sắc nhất trong các loại LCD.
Màu sắc tốt.
+ Màu đen tốt nhất trong các loại LCD.
+ Mức độ đồng đều cao hơn IPS LCD.
Nhược điểm của VA:
- Góc nhìn hẹp.
- Thời gian phản hồi chậm.
*Xem thêm: Sơ lược các công nghệ màn hình đang có quanh ta - Phần 2.
