Giải thích các loại tấm nền màn hình LCD: IPS, VA, TN

Mặc dù các màn hình máy tính trông có vẻ giống nhau khi xét về kích thước và các cổng kết nối, nhưng LCD vốn có nhiều loại khác nhau. Sự khác biệt giữa chúng có thể rất nhỏ nhưng lại ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và cách sử dụng.

Ý tưởng về màn hình không thay đổi nhiều kể từ khi chúng ta chuyển từ các ống tia cathode (CRT) trong những "chiếc hộp xám" lớn mà nhiều người trẻ có lẽ chưa từng thấy ngoài đời thực, sang các màn hình tinh thể lỏng (LCD) nhỏ gọn hơn. 

Nguyên lý hoạt động của chúng rất thú vị, phức tạp, và thật khó để trình bày hết trong một bài viết mà có lẽ bạn sẽ phải Google để đi sâu về thông số kỹ thuật. Tôi sẽ cố gắng tóm tắt các biến thể phổ biến nhất và lý do bạn nên hiểu về chúng. 

Có ba loại tấm nền LCD chính được sử dụng trong màn hình máy tính, bao gồm cả các màn hình tích hợp trong laptop. Đó là hiệu ứng trường nematic xoắn (TN), chuyển đổi trong mặt phẳng (IPS) và căn chỉnh dọc (VA).

Màn hình TN (Twisted Nematic)

Màn hình LCD nematic xoắn là loại LCD lâu đời nhất vẫn còn được sử dụng, với công nghệ đã được cải tiến từ đồng hồ kỹ thuật số ban đầu hàng thập kỷ trước. Tên gọi xuất phát từ việc các phân tử tinh thể lỏng bị điện hóa sẽ xoắn 90 độ giữa hai tấm kính.

Ánh sáng chiếu qua các tinh thể lỏng và bộ lọc phân cực, kích hoạt pixel trên màn hình. Các pixel đỏ, xanh lam và xanh lục được kết hợp trong một mảng con pixel và được điều chỉnh độ sáng để tạo ra màu pixel mong muốn.

Trong một tấm nền TN, các phân tử tinh thể lỏng bị xoắn 90 độ ở trạng thái tắt (bên trái) giữa các lớp nền.

Với công nghệ cũ và đơn giản hơn, các tấm nền TN thường được dùng cho các màn hình giá rẻ hiện nay. Tấm nền TN là một trong những loại rẻ nhất trên thị trường, với độ chính xác màu kém hơn, độ sáng thấp hơn và tốc độ làm mới chậm hơn so với các loại khác. Đặc biệt, tấm nền TN có góc nhìn kém nổi bật, di chuyển sang hai bên của màn hình TN, màu sắc sẽ bắt đầu bị méo.

Màn hình Dell giá rẻ này sử dụng tấm nền TN, nhưng nó nhỏ hơn, chậm hơn và tối hơn so với hầu hết các lựa chọn thay thế.

Tấm nền TN không hẳn là xấu, và chúng chắc chắn là một cải tiến so với CRT. Chúng cũng có thời gian phản hồi đáng ngạc nhiên nhanh (thời gian giữa khi tín hiệu điện cho hình ảnh được gửi đến màn hình và khi hình ảnh được hiển thị). Nhưng trừ khi bạn đang cố tình tìm kiếm một màn hình cũ giá rẻ, bạn thực sự không nên xem xét nó.

Màn hình IPS (In-Plane Switching)

IPS là viết tắt của chuyển đổi trong mặt phẳng, đề cập đến việc các phân tử tinh thể lỏng được căn chỉnh song song với kính ở hai bên, ngay cả khi có điện. Một lần nữa, lý do cho điều này (và tại sao nó tốt hơn việc tinh thể bị xoắn) là cực kỳ phức tạp.

Nhưng lợi ích cho người tiêu dùng là màn hình IPS có khả năng tái tạo màu sắc tuyệt vời, cho phép ít nhất một số trong chúng cực kỳ chính xác với màu sắc thực tế. Một số màn hình IPS chất lượng cao có thể bao phủ 100% không gian màu của Sáng kiến Máy ảnh Kỹ thuật số (DCI-P3).

Dòng Ultrasharp của Dell thường sử dụng tấm nền IPS để có độ chính xác màu cao.

Điều này có nghĩa là nếu bạn đang làm việc với đồ họa sẽ xuất hiện trên bất cứ thứ gì chuyên nghiệp, bao gồm trang web, ảnh, phát sóng truyền hình hoặc biển báo, bạn muốn một màn hình IPS-LCD thay vì bất kỳ lựa chọn nào khác. Vì tôi làm nhiều công việc trên Photoshop nên tôi sử dụng màn hình IPS-LCD tại bàn làm việc. Với màn hình IPS và VA đặt cạnh nhau, tôi có thể nhận ra sự thiếu cân bằng trắng (WB) của VA chỉ bằng cái nhìn.

Nhược điểm của màn hình IPS là đắt, nó loại LCD đắt nhất để sản xuất, đắt hơn cả TN và VA, và nó không nhanh bằng VA về tốc độ làm mới (tần số quét, được biểu thị bằng hertz, bắt đầu từ 60hz). Vì vậy, IPS không tuyệt vời cho trò chơi hoặc bất kỳ thứ gì liên quan đến hình tốc độ cao, ít nhất là phần lớn thời gian. Nó cũng có thời gian phản hồi tương đối chậm, nghĩa là tốc độ giữa khi bạn nhấp chuột và thấy kết quả trên màn hình tương đối chậm.

So sánh giữa các tấm nền VA, IPS và TN.

Thời gian phản hồi này từ 5 đến 10 mili giây cho các tấm nền thông thường, nhưng nó vẫn chậm hơn nhiều so với các loại tấm nền LCD khác, điều này có thể tạo ra sự khác biệt lớn cho game thủ. Có những ngoại lệ cho điều này.

Màn hình VA (Vertical Alignment)

Những tấm nền VA với công nghệ căn chỉnh dọc (với các tinh thể lỏng được căn chỉnh vuông góc với đế), vì vậy chúng rất tuyệt cho hầu hết các nhu cầu cơ bản.

Các tấm nền VA thường được sử dụng trong các màn hình giá rẻ và tầm trung.

Ngoài việc sáng thì các màn hình này còn nhanh, khiến chúng trở thành tiêu chuẩn lý tưởng cho game thủ muốn có tốc độ làm mới cao, 120Hz hoặc 144Hz phổ biến hơn nhiều với màn hình VA, với tới 175Hz khá dễ tìm ngay cả ở mức giá thấp hơn.

Các tấm nền VA có tần số làm mới cao cũng phổ biến trong màn hình chơi game và laptop chơi game.

Mặc dù tốt hơn tấm nền TN về độ sáng, góc nhìn và nhanh hơn nhiều so với tấm nền IPS, tấm nền VA vẫn không tốt bằng IPS về độ chính xác và nhất quán màu sắc. Đó là một mức độ tương đối, tất nhiên đối với hầu hết các ứng dụng, màu sắc là ổn, đặc biệt nếu bạn thích độ bão hòa cao. Nhưng tấm nền VA thường không đủ tốt cho việc chỉnh sửa ảnh chuyên nghiệp hoặc sản xuất video.

Sự kết hợp tốt nhất của cả hai thế giới 

Nếu bạn cần độ chính xác màu của màn hình IPS, nhưng vẫn muốn chơi game với tốc độ làm mới cao? Bạn có thể, chỉ cần bạn sẵn sàng chi thêm tiền. Trong vài năm qua, các nhà sản xuất màn hình đã cải thiện tốc độ làm mới của màn hình IPS, làm chúng tương đương với các màn hình VA tầm trung và giá rẻ.

Những màn hình "IPS nhanh" này cung cấp tốc độ làm mới cao hơn nhiều so với IPS thông thường, và một số trong chúng nằm trong số những màn hình nhanh nhất trên thị trường. Chúng cũng có sẵn ở các kích thước lớn phổ biến với game thủ. Nhưng bạn sẽ phải trả giá cao cho một tấm nền chất lượng cao, tốc độ cao, và tốc độ đó có thể không nhanh bằng thiết kế VA trong cùng tầm giá. Những ai cần tốc độ "esports" có lẽ sẽ không hài lòng.

Màn hình Alienware 25" này sử dụng tấm nền IPS với tần số làm mới 500Hz, nhưng cũng có giá là 650 USD.

Đối với nhu cầu của tôi, việc thiết lập máy tính để bàn cần làm việc liên tục với ảnh vào ban ngày và thỉnh thoảng chơi game tốc độ cao vào ban đêm thì một màn hình IPS nhanh là lựa chọn lý tưởng.

Các loại tấm nền màn hình khác

Có nhiều biến thể của công nghệ trên với những chi tiết kỹ thuật nhỏ hơn, nhưng có vài loại khác bạn có thể muốn biết.

OLED

Màn hình "Organic Light-Emitting Diode" được coi là một trong những loại tốt nhất trên thị trường hiện nay, có thể là tốt nhất cho một số ứng dụng. Màn hình OLED đã phổ biến trên điện thoại và thiết bị đeo, và chúng cũng đang dần xuất hiện trên TV cao cấp và máy tính bảng.

Các tấm nền OLED rất sặc sỡ và có độ tương phản tuyệt vời, nhưng lại có giá rất cao.

OLED sử dụng cấu trúc đơn giản hơn so với LCD thông thường, với một diode phát sáng trực tiếp (thay vì được chiếu sáng từ phía sau bằng một thành phần riêng biệt) và không cần một lớp tinh thể lỏng. Ưu điểm lớn nhất là khi một pixel OLED tắt, nó hoàn toàn tắt, không có ánh sáng nền chiếu sáng nó một phần nào.

Điều này mang lại cho màn hình OLED độ tương phản tuyệt vời với một màu đen hoàn hảo, bên cạnh màu sắc sống động và chính xác. Chúng cũng có thể rất nhanh, với 240Hz là phổ biến.

Vậy tại sao không sử dụng OLED hoàn toàn? Vì mặc dù cơ học đơn giản, màn hình OLED lớn vẫn rất đắt, được sản xuất với số lượng nhỏ ở kích thước màn hình. Giá cả đang giảm, nhưng tại thời điểm này, một màn hình OLED vẫn sẽ đắt gấp đôi hoặc gấp ba so với một tấm nền LCD tương đương. Vì bố trí sub-pixel trên OLED, chúng cũng không tốt cho việc đọc văn bản trong thời gian dài.

LED Chấm Lượng Tử

Công nghệ này đôi khi được viết tắt là QLED (không nên nhầm lẫn với OLED, mặc dù một số công ty có thể thích như vậy!). Màn hình chấm lượng tử về cơ bản tương tự như các tấm nền LCD tiêu chuẩn, nhưng chúng sử dụng các hạt phát sáng cực nhỏ làm đèn nền thay vì các ống cathode cũ hoặc một dãy LED.

Điều này cho phép các vùng chiếu sáng nhỏ hơn nhiều cho một tấm nền LCD, dẫn đến độ tương phản và độ sáng tốt hơn. Độ tương phản của màn hình LED chấm lượng tử chất lượng cao có thể gần đạt đến độ tương phản hoàn hảo của màn hình OLED, nhưng với độ sáng cao hơn và (đôi khi) chi phí thấp hơn nhiều.

Mini LED và Micro LED

Cả hai công nghệ này về cơ bản đều giống nhau, với các diode phát sáng nhỏ hơn thay thế cho các phương pháp chiếu sáng cũ kỹ và cồng kềnh hơn. Lợi thế là với một dãy LED nhỏ hơn và nhiều hơn được sử dụng để chiếu sáng hình ảnh, độ sáng và độ tương phản có thể được điều khiển tinh tế và chính xác hơn.

Các tấm nền Mini LED và micro LED sử dụng các đèn nền nhỏ hơn và được sắp xếp gần nhau hơn để tạo ra các vùng sáng tối chính xác hơn và độ tương phản cao hơn.

Màn hình Mini LED và MicroLED đều là các biến thể của công nghệ LCD thông thường, mang lại hình ảnh tốt hơn trong khi vẫn chưa hoàn toàn nổi bật như OLED. Một lần nữa, bạn thường sẽ tìm thấy chúng với giá thấp hơn nhiều.

eInk và ePaper

Những màn hình này cực kỳ hiếm, đắt tiền và thường chỉ có sẵn ở màu đen trắng. Chúng cũng nhỏ hơn so với LCD và chậm, với tốc độ làm mới chỉ bằng một phần của những màn hình thông thường chậm nhất.

Vậy tại sao ai đó lại muốn một màn hình như vậy? Vì chúng dễ nhìn hơn. Và đó không phải là một cách nói hoa mỹ, mà là sự thật. Không có đèn nền, và độ tương phản cao trên nền giống như giấy, màn hình eInk và ePaper cho phép bạn đọc văn bản nhỏ trong nhiều giờ mà không mỏi mắt.

Các màn hình eInk và ePaper rất tuyệt vời để đọc sách, nhưng không nhiều ứng dụng khác và chúng rất đắt đỏ.

Đây là lý do tại sao các thiết bị đọc sách điện tử như Kindle rất phổ biến. Ngay cả những thiết bị có tích hợp đèn cũng được chiếu sáng từ phía trước (giống như các điện thoại cũ hoặc Game Boy nguyên bản), nên ánh sáng phản chiếu từ bề mặt màn hình và không chiếu thẳng vào mắt bạn.

Nhưng với mức giá cao hơn cả OLED, và tốc độ cực kỳ chậm khiến việc duyệt web cũng trở nên khó khăn, màn hình eInk chỉ hữu ích nếu bạn đọc văn bản trong nhiều giờ liên tục. Chúng đơn giản là không thực tế cho một màn hình chính với mục đích sử dụng đa năng.

Bạn nên chọn màn hình nào?

Nếu bạn là game thủ: TN có thể là lựa chọn tốt nhờ vào thời gian phản hồi nhanh và giá thành thấp, nhưng nếu bạn làm công việc đồ họa thì IPS là lựa chọn lý tưởng nhờ vào độ chính xác màu và góc nhìn rộng. Sau cùng, nếu bạn cần màn hình đa dụng thì VA là sự kết hợp tốt giữa độ sáng, độ tương phản và tốc độ làm mới, phù hợp cho cả game và giải trí.

Hiểu rõ các loại tấm nền và ưu nhược điểm của chúng sẽ giúp bạn lựa chọn được màn hình phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng của mình. 

Cảm ơn bạn đã xem tới đây!

./.

Storm theo Michael Crider