• Thứ Ba, 16/12/2003 14:54 (GMT+7)

    Công nghệ màn hình: Mỏng, phẳng và trung thực

    Màn hình là thiết bị ngoại vi không thể thiếu đối với rất nhiều nguồn phát tín hiệu, từ các vật dụng nhỏ bé như đồng hồ, điện thoại, máy tính cầm tay cho đến những thứ lớn hơn như TV, máy tính cá nhân, bảng báo hiệu, giải trí điện tử... Hòa vào “luồng gió số hóa”, công nghệ màn hình đang tạo nên cơn cuồng phong mới để lột bỏ lớp áo “tương tự” đã mặc suốt hơn 100 năm qua.

    Ra đời cách nay hơn 100 năm, công nghệ CRT (đèn tia âm cực) đã tạo ra bước ngoặt lịch sử cho ngành truyền thông. Không đơn thuần trao đổi cho nhau những hàng chữ tĩnh lặng hoặc giọng nói, con người đã có thể truyền hình ảnh cho nhau ở những khoảng cách vượt xa khỏi trí tưởng tượng. Máy tính ra đời, màn hình CRT cũng đã mang lại những dòng chữ, hình ảnh trực quan thay thế cho lối giao tiếp thô sơ qua giấy đục lỗ trước đó.

    Ưu điểm là vậy song CRT vẫn mang nhiều khuyết điểm cố hữu như tiêu thụ nhiều điện năng; điều khiển tia điện tử rất khó chính xác; độ hội tụ và màu sắc thay đổi không đồng đều theo thời gian; mạch điện cao áp và từ trường mạnh tạo ra vùng sóng điện từ có hại; kích thước cồng kềnh (màn hình CRT 20' chiếm không gian lớn hơn cả thùng CPU)...


    CRTSamsung DynaFlat

    Giới công nghệ đang nỗ lực tìm ra thế hệ màn hình mới thỏa mãn đồng thời cả 3 tiêu chí là tương thích kỹ thuật số, hình ảnh trung thực, màu sắc tự nhiên và hoạt động tin cậy. Lý do cũng thật là đơn giản: trong giai đoạn hiện nay, hầu như tất cả tín hiệu đều đã được số hóa nên phương thức hiển thị cũng cần phải được số hóa để đảm bảo tính trung thực của thông tin. Hẳn bạn cũng biết rằng CRT hoạt động trên nguyên tắc tương tự (analog). Nếu dùng màn hình CRT để hiển thị tín hiệu số (digital), chúng ta buộc phải thiết kế thêm giai đoạn chuyển đổi tín hiệu từ số sang tương tự và rất có thể, chính trong giai đoạn này, thông tin sẽ bị suy giảm hoặc thay đổi tính chất.

    Bên cạnh mục tiêu tạo ra sự đồng nhất tín hiệu từ nguồn phát đến thiết bị hiển thị, thế hệ màn hình hiện nay còn mỏng hơn, giải phóng không gian và tạo nét thời trang cho từng góc văn phòng, công sở. Tuy nhiên, màn hình phẳng hiện nay vẫn chưa đủ hoàn thiện để thay thế hoàn toàn màn hình CRT. Theo dự đoán, phải sang năm 2005, thị phần của màn hình phẳng mới vượt qua được công nghệ CRT.

     

    Crt Hơn 100 Tuổi

    Karl Ferdinand Braun, nhà khoa học người Đức, là người đầu tiên đưa ra giải pháp dùng điện áp điều khiển tia điện tử trong bóng đèn tia âm cực (CRT - Cathode Ray Tube) vào năm 1897. Nhưng đến mãi năm 1940, công nghệ CRT mới được ứng dụng trong chiế́c TV đầu tiên.

    Dựa trên nguyên lý cấu tạo CRT, nhà sản xuất thường tập trung đầu tư nghiên cứu cải tiến 3 thành phần chính là súng điện tử, mặt nạ và màn huỳnh quang.

    Thông thường, tia điện tử quét từ hàng giữa màn hình lên hàng biên của màn huỳnh quang. Đến năm 1930, nhằm tạo sự tương thích với hệ thống cấp điện, tối ưu băng tần và giảm bớt hiện tượng giật hình, kỹ thuật interlacing đã được áp dụng. Màn hình được chia thành hai vùng: vùng 1 là các hàng lẻ và vùng 2 hàng chẵn. Tia điện tử quét lần lượt vùng 1 rồi đến vùng 2 theo chiều từ trên xuống dưới. Mỗi hàng trên màn hình được vẽ xong trong khoảng 1/50 giây hoặc 1/60 giây. Nhờ tính lưu ảnh của mắt, bạn vẫn xem được hình ảnh chuyển động đầy đủ nhưng tại độ phân giải cao, hình ảnh bị chớp, gây cảm giác khó chịu. Trong điều kiện công nghệ hiện nay và để đáp ứng hình ảnh độ phân giải cao, kỹ thuật interlacing đang dần bị loại bỏ.

     

    Cải tiến mặt nạ

        Mặt nạ là bộ phận được cải tiến khá nhiều, góp phần tạo nên nét đặc trưng cho từng nhà sản xuất màn hình. Mặt nạ hiện nay có ba dạng chính: lỗ tròn nhỏ (dot mask), khe song song (aperture grill) và lỗ khe (slotted mask).

    Dot mask có nhược điểm là diện tích che khuất màn huỳnh quang rộng và thường làm suy giảm cường độ chùm tia điện tử xuyên qua; khiến hình ảnh khó đạt mức sáng tối ưu. Toshiba đã sản xuất CRT Microfilter có thêm bộ lọc màu trên từng điểm huỳnh quang để giảm sự lem màu và tăng cường độ sáng cho điểm ảnh. Cũng với phương pháp tương tự, Panasonic và ViewSonic lần lượt đưa ra công nghệ Crystal Vision và SuperClear.

     Aperture grill được Sony ứng dụng trong CRT Trinitron vào năm 1960. Mặt nạ gồm nhiều khe dọc, giảm được diện tích vùng huỳnh quang bị mặt nạ che khuất nên độ sáng, hội tụ và độ tươi của màu sắc hình ảnh được nâng lên. Song hình ảnh thường bị mờ ở đường biên, góc cạnh vì điểm sáng trên màn hình có thể loang theo chiều dọc. Tương tự với cơ chế bóng đèn hình Trinitron của Sony là Diamondtron của Mitsubishi.

    Kết hợp ưu điểm của dot mask với aperture grill, NEC phát triển slotted mask dựa trên công nghệ mà RCA và Thorn đưa ra năm 1970. Thiết kế này được NEC ứng dụng vào năm 1996 trên màn hình ChromaClear; đến nay chưa có công ty nào khác ứng dụng. Hình ảnh hiển thị ổn định hơn CRT dùng mặt nạ aperture grill và sáng hơn dot mask.

    Cuối năm 1997, Hitachi phát triển công nghệ mặt nạ mới là Enhanced Dot Pitch (EDP) nhưng lại theo hướng cải tiến cách bố trí điểm huỳnh quang trên màn hình và giữ nguyên thiết kế dot mask chuẩn. Thay vì bố trí 3 điểm huỳnh quang cùng màu kế nhau thành tam giác đều, Hitachi thu hẹp khoảng cách chiều ngang, lập thành tam giác cân và kéo dài điểm huỳnh quang sang dạng bầu dục. Kết quả, hình ảnh trong hơn và đường thẳng chéo giảm bớt dấu răng cưa so với các công nghệ mặt nạ khác. Samsung cũng áp dụng kỹ thuật tương tự trong DynaFlat Mask: giá trị dot pitch ngang chỉ còn 0,2 mm trong khi dot pitch dọc vẫn giữ 0,25 mm.

     

    Tự động cân chỉnh độ sáng

    Chuẩn ánh sáng hình ảnh phim và truyền hình khác nhau nên khi xem phim trên màn hình CRT, bạn thấy hình phim thường bị tối. Màn hình Samsung được ứng dụng công nghệ MagicBright đạt đến độ sáng 330cd/m2 (cao gấp đôi màn hình CRT thông thường) và tự động thiết lập 3 chế độ tối ưu theo môi trường sử dụng: Entertain - xem hình ảnh động, phim, chơi game (330cd/m2); Internet - xem ảnh tĩnh, lướt Internet (200cd/m2) và Text - xử lý văn bản (150cd/m2). 

     

    Phần mềm điều khiển


    Tác dụng giảm tress của màn hình có FIR

     Bổ sung phần mềm điều khiển cho màn hình CRT cũng là bước đột phá. Highlight Zone là một tính năng mới chỉ có trên màn hình Samsung SyncMaster CDT cho phép tăng cường độ sáng của vùng được chọn lên 100% bằng thao tác chuột. Highlight Zone II có thêm khả năng tự động phát hiện hình ảnh và tăng cường độ sáng; màn hình Philips cũng có chức năng LightFrame tương đương. Phần mềm MouScreen cho phép người dùng điều chỉnh menu điều khiển màn hình bằng chuột; dễ dàng hơn so với điều khiển qua nút bấm trên vỏ màn hình.

     

    Đảm bảo màu sắc

    Phần mềm Natural Color của Samsung giúp cân chỉnh màu sắc hiển thị trên màn hình chuẩn xác với màu thể hiện của máy in.

    Để đảm bảo cho màu sắc trung thực với độ tương phản cao, dòng sản phẩm LaCie elctronblue IV chuyên dành cho giới thiết kế đồ họa còn được trang bị thêm khung bao để ngăn cản tác động của ánh sáng xung quanh, và thiết bị đo màu Blue Eye.

    Đặc biệt, bạn có thể nối cùng lúc hai màn hình Lacie vào hệ thống MAC mà không cần mua thêm thiết bị chuyển đổi. Không

     

    Quan tâm đến sức khỏe

    Từ năm 2000, Samsung đã ứng dụng sóng FIR (Far Infrared Ray - bước sóng 41.000 Hz) trong màn hình của mình để góp phần tạo thêm sóng alpha, có tác dụng giảm căng thẳng cho người sử dụng. Không

    Ngoài ra, màn hình Samsung còn được phủ chất diệt khuẩn và tự động trung hòa ion để giảm độ bắt bụi, trường tĩnh điện. Đặc biệt, độ bức xạ điện từ của màn hình Samsung thấp hơn tiêu chuẩn TCO 99 (1V/m) đến gần 3 lần: màn hình 21' chỉ ở mức 0,4V/m.

     

    Màn Hình Phẳng

    Không sớm thì muộn, công nghệ màn hình phẳng cũng sẽ thay thế CRT. Hiện tại, yếu tố giá thành sản phẩm đang là rào cản lớn nhất đối với người tiêu dùng. Có khá nhiều hướng phát triển màn hình phẳng đã được đưa ra và đang cần hoàn thiện trong tương lai.

     

    LCD đang trong tuổi trưởng thành

    Tinh thể lỏng (liquid crystal) mang đặc tính kết hợp giữa chất rắn và chất lỏng được Friedrich Reinitzer, nhà thảo mộc học người Áo, phát hiện vào năm 1898. Trong tinh thể lỏng, trật tự sắp xếp của các phân tử giữ vai trò quyết định mức độ ánh sáng xuyên qua. Dựa trên trật tự sắp xếp phân tử và tính đối xứng trong cấu trúc, tinh thể lỏng được phân thành 3 loại: nematic, cholesteric (chiral nematic) và smectic; nhưng chỉ tinh thể nematic được sử dụng trong màn hình LCD (Liquid Crystal Display).

    Ngành công nghiệp sản xuất LCD chỉ thật sự bắt đầu phát triển vào năm 1960, khi giới khoa học phát hiện ra phương pháp điều khiển hướng phân bố phân tử tinh thể lỏng bằng điện trường. Dựa trên kiến trúc cấu tạo, LCD được phân chia thành dòng sản phẩm DSTN (Dual Scan Twisted Nematic) và TFT (Thin Film Transistor) lần lượt hướng đến môi trường ứng dụng phổ thông và cao cấp.

     

    LCD ma trận thụ động

    DSTN LCD, còn gọi là LCD ma trận thụ động (passive), đáp ứng tín hiệu khá chậm (300ms) nên không thích hợp với ứng dụng hiển thị hình ảnh chuyển động nhanh như xem phim, chơi game. Ngoài ra, khi cho dòng điện chạy qua một hàng trong lưới điện cực, các hàng lân cận khác có thể bị ảnh hưởng, làm xuất hiện nhiều điểm sáng “ăn theo” điểm sáng mà ta kích hoạt. Vì thế khi xem phim, bạn thấy xuất hiện vệt mờ quanh đối tượng chuyển động nhanh (hiện tượng bóng ma).

    Công thức qui đổi tần số quét

    VSF = HSF x 0,95 / số dòng

    với: VSF (vertical scanning frequency) = tần số quét dọc  (tần số quét)

    HSF (horizontal scanning frequency) = tần số quét ngang

    Ví dụ: Màn hình có tần số quét ngang 96kHz và độ phân giải 1280x1024, tần số quét tối đa đạt đến sẽ là:

    VSF = 96.000 x 0,95 / 1024 = 89Hz.

    Áp dụng tương tự với độ phân giải 1600x1200.

    VSF = 96.000 / 1200 x 0.95 = 76Hz.

    Nhằm nâng cao tốc độ đáp ứng và độ tương phản cho DSTN LCD, Toshiba cùng Sharp đưa ra HPD (Hybrid Passive Display) LCD vào cuối năm 1990. Bằng cách thay đổi công thức vật liệu tinh thể lỏng để rút ngắn thời gian chuyển đổi trạng thái của phân tử, HPD LCD đạt tốc độ đáp ứng nhanh hơn hẳn DSTN LCD và tiến gần hơn tới giá trị của màn hình TFT LCD cao cấp mà giá thành lại không tăng nhiều. HPD LCD đạt thời gian đáp ứng 150ms và độ tương phản là 50:1.

    Hướng giải quyết thứ hai tập trung cải tiến giải thuật phân tích tín hiệu hình ở đầu vào, gồm Sharp Addressing của Sharp và High Performance Addressing (HPA) của Hitachi, nhưng kết quả thu được chưa đủ sức thuyết phục.

     

    LCD ma trận chủ động

    TFT LCD (còn gọi là LCD ma trận chủ động) được mệnh danh là ông hoàng của dòng sản phẩm LCD vì chất lượng hình ảnh, thời gian đáp ứng và cả giá thành đều vượt xa các chủng loại LCD còn lại. Trong TFT LCD, lưới điện cực điều khiển được thay thế bằng ma trận transistor phiến mỏng (TFT). Mỗi điểm ảnh được điều khiển độc lập bởi một transistor và được đánh dấu địa chỉ phân biệt. Vì thế, trạng thái của từng điểm ảnh có thể điều khiển độc lập, đồng thời và hoàn toàn tránh được hiện tượng bóng ma thường thấy ở DSTN LCD.

     

    Tích hợp mạch điều khiển TFT lên đế

    Để đạt độ phân giải 640x480, ma trận TFT cần tích hợp đến 640x480x3 = 921.000 transistor; vì mỗi pixel cần đến 3 transistor điều khiển cho mỗi ô màu đỏ, xanh dương, xanh lục. Bằng cách tính tương tự, bạn sẽ thu được con số 2.359.296 transistor cho độ phân giải 1024x768. Tích hợp hàng triệu transistor lên một lớp silicon không phải là công việc dễ dàng nên trên màn hình TFT LCD thường xuất hiện vài điểm ảnh chết; chúng luôn có màu đen hoặc sáng một màu cố định.

    Chất liệu polysilicon đang được dùng phổ biến trong sản xuất ma trận TFT hiện nay cần được tôi luyện trong bể lắng hơi hóa học áp suất thấp (LPCVD - Low Pressure Chemical Vapor Deposition) và kết tinh thành tinh thể ở nhiệt độ trên 900oC (phương pháp kết tinh thể rắn). Vì nhiệt độ chịu đựng của thủy tinh chỉ ở mức 650oC nên công nghệ Low Temperature Polysilicon (LTPS) đã được đưa ra với mục tiêu hạ thấp nhiệt độ kết tinh polysilicon xuống dưới mức 600oC. Khi đó, toàn bộ ma trận TFT điều khiển có thể được tích hợp hoàn toàn trên lớp kính; giúp thu mỏng đáng kể kích thước LCD.

    Thay đổi chiều xếp phân tử. Để tăng độ truyền sáng và mở rộng góc nhìn ngang cho TFT LCD, Hosiden hợp tác cùng NEC đưa ra công nghệ In-Plane Switching (IPS). Thay vì dùng điện trường tác động cho phân tử tinh thể lỏng xếp dọc, IPS lại hướng các phân tử theo chiều ngang. Để tạo được điện trường ngang, mỗi ô cần đến hai transistor. Vùng che khuất bởi transistor tăng lên đòi hỏi nguồn sáng nền phải mạnh hơn nên tăng mức điện năng tiêu thụ, không thích hợp với máy tính xách tay và thiết bị di động. Hitachi ứng dụng công nghệ IPS trong dòng sản phẩm SuperView LCD.

    Gần đây, LG và Philips cùng đưa ra Super IPS (S-IPS), phát triển từ IPS cho phép mở rộng góc nhìn ngang lên 176o nhưng màu sắc lại bị thay đổi theo góc nhìn.

     

     Dùng tinh thể nằm ngang. Giải pháp sử dụng chất liệu tinh thể lỏng nằm ngang do Fujitsu đưa ra năm 1996 không chỉ giúp mở rộng góc nhìn mà còn góp phần giảm chi phí sản xuất. Chất liệu tinh thể lỏng nằm ngang được phát triển bởi công ty Merch of Germany từ năm 1997.

     Hệ thống VA (vertically aligned) cho phép mở rộng góc nhìn ra 140o, thời gian đáp ứng nhanh vì các phân tử tinh thể lỏng không bị xoắn vào nhau và chỉ thay đổi vị trí từ ngang sang dọc. Từ công nghệ VA (Vertical Alignment), các nhà sản xuất lần lượt đưa ra thêm MVA (Multi-domain VA) và PVA (Patterned VA).

    Công nghệ PVA do Samsung đưa ra cho phép mở rộng góc nhìn ra 170o theo cả hai chiều, đồng thời cũng tăng được độ tương phản cho sản phẩm. Tuy góc nhìn thấp hơn IPS song phương thức chế tạo đơn giản, rẻ hơn và độ tương phản hình ảnh khi xem trực diện màn hình cao hơn hẳn.

    Trong công nghệ MVA của Fujitsu, phân tử tinh thể lỏng trong một ô được phân chia thành nhiều vùng và bố trí theo nhiều chiều khác nhau. Tối thiểu, mỗi ô cần đến 4 vùng để đảm bảo độ tương phản, độ sáng của hình ảnh theo cả hai hướng nhìn dọc và ngang. MVA LCD hiện đã đạt đến độ tương phản 500:1, độ sáng 250cd/m2, thời gian đáp ứng giảm xuống chỉ còn khoảng 10ms.

     

    Plasma cao cấp

    Màn hình plasma (PDP-Plasma Display Panel) hoạt động dựa trên cơ chế ion hoá chất khí và phát sáng của huỳnh quang nên có tính ưu việt về góc nhìn và màu sắc. Thông qua 8 điện cực phụ nối với bộ biến đổi mã xung (PCM) 8-bit, mỗi ô màu cơ bản có thể phát sáng ở 256 cấp độ khác nhau. Nhờ vậy, mỗi điểm ảnh có khả năng tái hiện 256x256x256 = 16.777.216 màu.

    Ở thế hệ đầu, PDP hiển thị không tốt hình ảnh chuyển động nhanh vì bị giới hạn bởi tốc độ đáp ứng của PCM. Vấn đề này hiện đã được giải quyết nhờ tốc độ xử lý của PCM được cải thiện đáng kể.

    Nhược điểm thứ hai của PDP thế hệ đầu là độ tương phản thấp. Sử dụng cơ chế phát sáng tương tự bóng đèn huỳnh quang nên thời gian đáp ứng của ô rất chậm. Vì thế, tất cả các ô đều được cấp một mức điện áp “mồi” trong suốt quá trình hoạt động, đồng nghĩa với việc không có trạng thái tắt hoàn toàn. Cuối năm 1999, Fujitsu tìm ra giải pháp để nâng độ tương phản của màn hình plasma từ 70:1 lên 400:1. Năm 2000, một số nhà sản xuất đã tuyên bố chế tạo thành công PDP có độ tương phản 500:1.

    Qui trình sản xuất PDP đơn giản hơn LCD và giá thành sẽ ngang bằng với CRT khi đạt cùng mức sản lượng. Qui trình sản xuất TFT LCD cần nhiệt độ cao và phương pháp in vi mạch (photolithographic), trong khi PDP có thể sản xuất tại nhà máy không cần tinh lọc không khí, nhiệt độ thấp và sử dụng phương pháp in mạch trực tiếp rẻ tiền. Tuy nhiên, tuổi thọ PDP chỉ đạt khoảng 10.000 giờ; quá ngắn nên chi phí khấu hao rất cao. Mặt khác, màu trắng và đen thể hiện trên PDP vẫn chưa thật chuẩn xác.

    Các nhà sản xuất chưa tìm ra phương cách thu hẹp kích thước điểm ảnh xuống dưới 0,3mm nên màn ảnh PDP thường được thiết kế rộng từ 25' trở lên.

     

    Một số dẫn suất từ Plasma.

    Công nghệ Alternate Lighting of Surfaces (ALiS) của Fujitsu giúp tận dụng và thu hẹp khoảng cách giữa hai hàng điện cực tương đương trong một lần quét nên đã tăng độ phân giải lên gấp đôi.

    Trong công nghệ PALCD (plasma addressed LCD), Sony và Tektronix dựa trên nguyên tắc plasma để cải tiến TFT LCD. Ma trận TFT điều khiển giờ đây được thay thế bằng ma trận các ô plasma và chuyển chức năng phát sáng của ô plasma sang chức năng kích hoạt cho phần tử LCD phát sáng. Màn hình PALCD có giá thành thấp mà vẫn giữ được độ sáng và mỏng như TFT LCD.

     

    FED - Field Emission Display

    Công nghệ FED sử dụng lại cơ chế phát sáng màn huỳnh quang bằng chùm tia điện tử và kiến trúc ma trận phần tử của LCD. Mỗi điểm ảnh được bố trí đến hàng ngàn đầu âm cực nhọn phát ra tia điện tử. Ở trạng thái tích cực, màn huỳnh quang tích điện dương (dương cực) nên chùm tia điện tử từ đầu âm cực phát ra bắn mạnh vào lớp huỳnh quang làm cho điểm ảnh phát sáng.

    FED có ưu điểm hơn LCD là chỉ phát sáng ô mong muốn nên tiết kiệm được điện năng; còn LCD luôn phải duy trì nguồn sáng nền phân bố đều đến tất cả các ô. Bên cạnh đó, ánh sáng trong FED phát ra tại mặt trên của ô nên không bị giới hạn góc nhìn (đạt 160o theo cả hai chiều).

    Vì mỗi ô được trang bị hàng nghìn đầu âm cực nên độ sáng hình ảnh vẫn được đảm bảo tốt ngay cả trong điều kiện có 20% đầu âm cực không hoạt động.

    FED có thời gian đáp ứng nhanh hơn TFT LCD và độ phong phú màu sắc tương đương CRT nên hướng phát triển rất khả quan. Trở ngại duy nhất hiện nay là FED sử dụng qua nhiều bóng đèn hình: để đạt độ phân giải SVGA, cần tới 480.000 bóng đèn hình tí hon. Năm 1990, màn hình FED 6' đã ra đời nhưng đến nay, màn hình 10' vẫn đang còn trong phòng nghiên cứu.

     

    ThinCRT

    Công ty Candescent Technologies thì lại hiện thực FED thành công nghệ ThinCRT. Cũng sử dụng rất nhiều đầu âm cực nhọn nhưng lại không thiết kế theo dạng ma trận phần tử. Một tấm kim loại dạng mặt nạ lỗ tròn (trong màn hình CRT chuẩn) được dùng để khoanh vùng từng điểm ảnh trên màn huỳnh quang và trong mỗi lỗ tròn có rất nhiều đầu phát điện tử. Cơ chế phát sáng cũng tương tự như FED nên ThinCRT thừa hưởng được hầu hết ưu điểm của CRT mà lại rất mỏng.

     

    OLED - Organic Light Emitting Diode

    Chất OLED (Organic Light Emitting Diode - diode phát sáng hữu cơ) được phát hiện ra cách nay hơn 10 năm. Eastman Kodak là một trong số nhiều công ty nhanh chóng đầu tư nghiên cứu lĩnh vực này và hiện đang nắm giữ bằng sáng chế quan trọng về chất liệu OLED cơ bản, kiến trúc thiết bị, kỹ thuật  tăng độ sáng và hiệu quả về màu sắc... Kodak hiện đã đạt được thỏa thuận về bản quyền với nhiều công ty như eMagin, Sanyo Electric, Pioneer Electronics, TDK và Nippon Seiki; gần đây nhất chính là Samsung NEC Mobile Display (26/2/2003). Tháng 10/1999, Kodak và Sanyo Electric lần đầu tiên trang bị màn hình OLED tích cực đầu tiên cho máy ảnh số Kodak EasyShare LS633 và một số thiết bị di động khác.

    Tương tự LCD, màn hình OLED được phân thành hai loại: chủ động (active) và thụ động (passive).

    Màn hình OLED thụ động có cấu trúc đơn giản nên thích hợp với ứng dụng rẻ tiền, ít thông tin như hiển thị ký tự. Lớp OLED được kẹp giữa hai lưới dẫn cực âm (mặt sau) và dương (mặt trước). Lưới dẫn điện cực được bố trí theo chiều vuông góc nhau tạo nên dòng và cột. Khi cần cho phát sáng, chip điều khiển cấp nguồn điện cho dòng và cột tương ứng, điện áp xuất hiện ngay tại điểm giao nhau, kích thích OLED phát sáng.

    Bằng cách sử dụng đế và cột nâng, phương pháp sản xuất của Kodak trở nên đơn giản và cho phép tận dụng lại dây chuyền sản xuất LCD hiện nay, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất màn hình OLED thụ động.

    Màn hình OLED chủ động tích hợp luôn ma trận điều khiển TFT trong lớp đế và được thiết kế dành cho ứng dụng thông tin cao, phân giải lớn. Ûu điểm quan trọng của màn hình OLED tích cực là điện áp thấp, tiêu thụ ít điện năng, phân giải cao cho phép mở rộng không giới hạn và có bộ điều khiển tích hợp. Ngoài ra, bản thân OLED tự phát sáng nên không bị mờ như LCD.

     

    LEP - Light Emitting Polymer

    Năm 1989, các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Canvendish của Đại Học Cambridge đã phát hiện ra loại polymer có khả năng phát sáng (LEP) và ứng dụng LEP trong công nghệ sản xuất màn hình Cambridge Display Technology (CDT).

    Qui trình sản xuất màn hình CDT cực kỳ đơn giản và cho phép tận dụng lại công nghệ mạch hiện nay của LCD. LEP chỉ cần một lớp nhựa trong (LCD cần đến 2 lớp kính), không cần ánh sáng nền, có góc nhìn rộng và tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Các công ty như DuPoint Display, OSRAM, Philips và Seiko-Epson đã tuyên bố bắt đầu đưa công nghệ này vào lộ trình sản xuất.

     

    Công Nghệ T Ương Lai Ldp - Laser Projection Display

    Tháng 7/2002, công ty Symbol Technologies đưa ra lý thuyết khởi đầu về Laser Projection Display (màn hình chiếu laser) nhằm tạo bước đột phá cho mẫu mã thiết bị di động tương lai. Để mắt người có thể đọc rõ thông tin, màn hình không thể quá nhỏ nên nhà sản xuất vẫn chưa thể thu nhỏ kích thước thiết bị hơn nữa mặc dù công nghệ vi mạch đã thừa sức thực hiện điều này.

    Phương thức hiển thị khá đơn giản. Luồng laser được phát theo hai hướng trực giao với nhau và tạo hình ảnh chất lượng cao trên mọi mặt phẳng, ở nhiều khoảng cách khác nhau mà không cần đến quá trình hội tụ. Hơn nữa kích thước thiết bị phát LPD khá nhỏ, có thể tích hợp trên rất nhiều thiết bị di động nên phạm vi áp dụng của công nghệ này rất rộng, chẳng hạn máy chiếu mini, phụ kiện hiển thị cho máy tính xách tay, PDA, điện thoại di động, TV bỏ túi, trò chơi và đồ chơi...

    Đặc biệt, tia laser sử dụng trong công nghệ này phù hợp theo đặc tả CDRH Class II do Ủy Ban Quản Lý Dược Phẩm và Thực Phẩm của Mỹ (US Food and Drug Administration) ban hành nên rất an toàn cho mắt người. Vào khoảng giữa năm 2003, Symbol Technologies sẽ giới thiệu mẫu màn hình chiếu laser đầu tiên dùng 3 nguồn laser đỏ, xanh dương, xanh lục để tạo nên ảnh màu đầy đủ.

     

    HAD - Holographic Autostereoscopic Display

    Tất cả các công nghệ dựa trên tinh thể lỏng, huỳnh quang hoặc nhựa được đề cập đều mới chỉ tạo được hình ảnh hai chiều. Thế nhưng ngày càng có nhiều công ty tham gia liên minh Reality Vision để phát triển công nghệ HAD và cố gắng đưa ra thị trường sản phẩm đầu tiên vào năm 2005.

    HAD được biến đổi từ LCD, thay thế nguồn sáng nền bằng HOE (Holographic Optical Element) để phân chia màn hình thành hai vùng ngang tương ứng cho mỗi mắt. Mắt trái và mắt phải được cung cấp đồng thời hai hình ảnh khác nhau có tác dụng tạo ra trong não người xem hình ảnh 3 chiều.

    Ứng dụng đầu tiên của công nghệ HAD có lẽ sẽ là trò chơi. Người chơi có thể bật hoặc tắt chế độ hiệu ứng 3D bằng cách kích hoạt hoặc không kích hoạt vùng hình ngang thứ hai.

    Tuy nhiên, hình ảnh thường bị méo mó khi người chơi di chuyển góc nhìn. Giải pháp mà liên minh Reality Vision đưa ra là thiết kế hệ thống có khả năng đồng bộ theo cử động của đầu người chơi.

     

    Thị Trường

    Trong quá trình tìm kiếm công nghệ chế tạo màn hình phẳng, mỏng cho thời đại kỹ thuật số, các nhà khoa học đã tận dụng lại công nghệ CRT và vẫn chứng minh được rằng chưa có công nghệ mới nào hoàn toàn ưu việt hơn CRT. Chỉ khác là, bóng đèn CRT không còn nguyên một khối lớn mà được thu nhỏ thành những bóng đèn tí hon.

    Trên thị trường hiện nay, màn hình CRT vẫn đang giữ vị trí chủ đạo nhưng thị phần màn hình LCD cũng đã tăng khá nhanh trong 2 năm qua. Song song đó, sản phẩm màn hình plasma cao cấp của LG, JVC, Philips, Samsung, Sony... cũng đã được nhập và bán tại thị trường Việt Nam. Hiện tại, phần lớn người dùng vẫn chọn màn hình LCD cho công việc văn phòng, CRT cho công việc thiết kế và đang dần thay thế màn hình 14' bằng 15'. Màn hình plasma cao cấp thường chỉ xuất hiện trong phòng họp công ty hoặc phòng giải trí cao cấp trong một số ít gia đình mà thôi.

    Hiện tại chi phí sản xuất màn hình phẳng vẫn còn cao nên giá thành sản phẩm chưa phù hợp với phần đông người tiêu dùng. Nhưng trong những công nghệ kể trên vẫn thấy xuất hiện nhiều công nghệ phát triển theo hướng tận dụng qui trình sản xuất hiện tại nhằm giảm giá thành sản phẩm, mang lại hy vọng cho rất nhiều người tiêu dùng.

    Trang bị màn hình phẳng, mỏng, kỹ thuật số cho mọi căn phòng tại công sở, gia đình là khát khao của giới công nghệ. Riêng bạn và tôi, chúng ta hãy cùng ước mơ và chờ đón một tương lai đang đến rất gần.

    Duy Khánh

     

    So sánh CRT và LCD

        Màn hình LCD và CRT khác nhau ở rất nhiều điểm chứ không chỉ đơn giản là kích thước và trọng lượng.

    1. LCD hiển thị cạnh chữ sắc nét hơn và độ sáng thường cao gần gấp đôi. Tuy nhiên, do điểm ảnh trên LCD có dạng hình vuông nên đường chéo thường xuất hiện dấu răng cưa; bạn có thể tự kiểm chứng bằng cách quan sát kỹ chữ A hoặc V trên LCD. Ngược lại, điểm ảnh trên CRT có dạng tròn nên ít xuất hiện dấu răng cưa trên đường chéo nhưng lại làm cho chữ bị mờ.

    2. Dù CRT hiển thị màu sắc không sáng nhưng dải màu thể hiện được lại rất phong phú. Người dùng bình thường có lẽ không quan tâm nhiều về điểm này song với giới thiết kế đồ họa chuyên nghiệp thì ngược lại. Ngoài ra, bạn cũng có thể tự nhận ra rằng màu sắc và độ sáng của màn hình LCD bị thay đổi theo góc nhìn.

     

    CRT

    Đèn CRT là một khối thủy tinh đúc liền, trong lòng được hút chân không, phần đuôi chóp nhọn và phần đầu loe rộng, mặt hơi cong. Chóp đuôi là nơi đặt súng điện tử. Trong màn hình CRT màu, súng điện tử bắn ra đến 3 tia điện tử để điều khiển phát sáng màu đỏ, xanh dương, xanh lục độc lập nhau.

    Mặt trong màn ảnh phía trước của CRT được phủ chất huỳng quang. Chất này có khả năng phát sáng khi bị tia điện tử “bắn” trúng và lưu giữ độ sáng trong khoảng thời gian ngắn. Màn hình màu cũng cần đến 3 lớp huỳnh quang tương ứng cho 3 màu đỏ, xanh dương, xanh lục.

         Mặt nạ (shadow mask) và thấu kính hội tụ được sử dụng để định vị chính xác đích đến cho chùm tia điện tử. Ngoài ra mặt nạ còn giúp thu nhỏ đường kính chùm tia đi đến mặt huỳnh quang và thường được đặt tiếp giáp với màn huỳnh quang.

    Tia điện tử mà súng bắn ra được chỉnh hướng bằng cách thay đổi điện áp cấp vào hai cặp lá điều khiển. Sau khi hội tụ qua một hệ thống thấu kính chính xác, chùm tia xuyên qua mặt nạ để chiếu vào đúng điểm huỳnh quang cần thiết. Điểm huỳnh quang sẽ phát sáng và yếu dần sau một khoảng thời gian ngắn.

     

    Plasma

    Cộng nghệ Plasma ứng dụng chủ yếu tính chất phát sáng của khí argon, neon, xenon trong trạng thái ion hóa.

         Màn hình Plasma được thiết kế thành dạng ma trận, mỗi điểm ảnh gồm có 3 ô được tráng lớp huỳnh quang đỏ, xanh dương, xanh lục. Mỗi ô trang bị một tụ 3 điện cực. Khi giữa các điện cực xuất hiện dòng điện, khí trong ô chuyển hóa sang dạng plasma đồng thời phát ra ánh sáng cực tím (UV-ultraviolet), lớp huỳnh quang màu phủ trên thành ô lập tức bị tác động phát sáng. 

          Lưới điện cực điều khiển được bố trí như trong kiến trúc LCD ma trận thụ động.

     

    OLED

    Màn hình OLED có kiến trúc rất giống LCD. Nhờ phân tử có khả năng tự phát sáng, màn hình OLED không cần sử dụng nguồn sáng nền như LCD.

          Lớp OLED bị kẹp giữa lớp điện cực dương trong suốt và lớp điện cực âm bằng kim loại. Chỉ cần tạo điện áp giữa hai cực, phân tử OLED ở giữa liền phát sáng.

          Hiện tại, các nhà khoa học đang nỗ lực phát triển OLED để tạo ra được màn hình thể hiện đầy đủ màu sắc nhằm thay thế cho màn hình LCD.

          Tham khảo 'Màn hình công nghệ OLED' PCW VN A 4/2002, T.56.

     

    Chơi game và xem phim trên LCD

    Ba màn hình Sony SDM-V72W Personal Entertainment Display dành riêng cho giải trí, Apple Cinema Display cho thiết kế chuyên nghiệp, và màn hình đa dụng Iiyama Pro Lite 4821DT-BK đã được chọn lựa để đánh giá về khả năng đáp ứng của LCD trong môi trường game và phim. SDM-V72W rộng 17', đạt tỷ lệ 16:9 và hỗ trợ độ phân giải 1280x768.  Màn hình này hiển thị chính xác chi tiết và chuyển cảnh mịn mặc dù đôi khi cũng bị hạt trong lúc thử nghiệm với phim Chiến Tranh Giữa Các Vì Sao II: Cuộc Tấn Công Của Loài Vô Tính và game Return to Castle Wolfenstein. Góc nhìn ngang rất rộng, lên đến 1800 nhưng góc nhìn dọc thì chỉ hẹp trong 200.

    Iiyama  4821DT-BK cạnh tranh với Sony bằng góc nhìn dọc rộng và tốc độ hiển thị hình ảnh nhanh hơn, mặc dù màn hình không có tỷ lệ 16:9 và không tích hợp loa.

     Cinema Display 22' của Apple thì lại thiết kế theo tỷ lệ 16:10 và chủ yếu dùng trong hệ máy MAC. Nó thật sự là màn hình LCD đứng đầu về tốc độ xử lý ảnh chuyển động. Dù Apple không công bố giá trị thời gian đáp ứng nhưng bạn sẽ thấy hình ảnh hiển thị rất nhanh. Đây chỉ là sự lựa chọn dành cho người giàu vì giá tại Mỹ đã lên đến 1.500 USD.

    ID: A0305_59