Điểm khác biệt giữa các công nghệ panel của LCD

Cho đến nay, các loại tấm nền màn hình (panel) được sử dụng phổ biến nhất là TN, IPS và VA. Chắc chắn rằng bạn đã từng nghe những thứ này trước đây, trong quá trình tìm hiểu để mua màn hình và rõ ràng, loại panel là một thông tin quan trọng tiết lộ rất nhiều về cách thức hoạt động của màn hình.

Sau đây là một cái nhìn tổng quan ngắn gọn, trước khi bài viết tập trung vào các đặc điểm riêng của từng công nghệ và cách chúng hoạt động.

TN, viết tắt của Twisted Nematic, là công nghệ lâu đời nhất trong các công nghệ LCD. Công nghệ này đề cập đến hiệu ứng nematic xoắn, cho phép các phân tử tinh thể lỏng được điều khiển bằng điện áp. Mặc dù hoạt động thực tế của màn hình LCD hiệu ứng TN phức tạp hơn một chút, nhưng về cơ bản, hiệu ứng TN được sử dụng để thay đổi sự liên kết của tinh thể lỏng khi đặt điện áp. Do đó, khi không có điện áp, tinh thể bị “tắt”, các phân tử tinh thể lỏng bị xoắn 90 độ và kết hợp với những lớp phân cực, sẽ cho phép ánh sáng đi qua. Sau đó, khi một điện áp được đặt vào, các tinh thể này về cơ bản không bị xoắn nữa và chặn ánh sáng lại.

VA, là viết tắt của Vertical Alignment. Như tên gọi của nó cho thấy, công nghệ này sử dụng các tinh thể lỏng được sắp xếp theo chiều dọc, nghiêng sang bên khi đặt một điện áp để ánh sáng có thể đi qua. Đây là điểm khác biệt chính giữa IPS và VA. Với VA, các tinh thể vuông góc với substrate (bề mặt chất nền), trong khi với IPS, chúng lại được đặt song song. Có một số biến thể VA, bao gồm SVA của Samsung và AMVA của AU Optronics.

IPS là viết tắt của In-Plane Switching và, giống như tất cả mọi màn hình LCD, nó cũng sử dụng điện áp để điều khiển sự liên kết của các tinh thể lỏng. Tuy nhiên, không giống như TN, màn hình LCD IPS sử dụng một hướng tinh thể khác, trong đó các tinh thể song song với bề mặt chất nền thủy tinh. Thay vì “vặn xoắn” các tinh thể để sửa đổi lượng ánh sáng đi qua, các tinh thể IPS về cơ bản được xoay và điều này tạo ra rất nhiều lợi ích.

Có nhiều biến thể IPS trên thị trường và 3 nhà sản xuất LCD lớn sử dụng những thuật ngữ khác nhau để mô tả công nghệ IPS của mình. LG chỉ đơn giản gọi công nghệ của mình là IPS, rất dễ hiểu cho tất cả mọi người. Samsung sử dụng thuật ngữ PLS (viết tắt của Plane-to-Line Switching), trong khi AU Optronics sử dụng thuật ngữ AHVA (viết tắt của Advanced Hyper Viewing Angle). Không nên nhầm lẫn AHVA với màn hình VA thông thường. AHVA là một công nghệ giống như IPS. IPS của LG, PLS của Samsung và AHVA của AUO sẽ hơi khác nhau một chút nhưng các nguyên tắc cơ bản đều bắt nguồn từ IPS.

Tóm lại, các tấm nền TN xoắn, IPS sử dụng việc căn chỉnh song song và xoay, còn tấm nền VA căn chỉnh theo chiều dọc và nghiêng các tinh thể. Bây giờ, hãy cùng đi sâu vào một số đặc điểm hiệu suất và khám phá mỗi công nghệ khác nhau ra sao, cũng như công nghệ nào tốt hơn theo những tiêu chí cụ thể.

Góc nhìn

Cho đến nay, sự khác biệt lớn nhất giữa ba công nghệ là ở góc nhìn. Các tấm nền TN có góc nhìn kém nhất, với sự thay đổi đáng kể về màu sắc và độ tương phản theo cả hai chiều (đặc biệt là chiều dọc). Thông thường các góc nhìn được đánh giá là 170/160 nhưng thực tế, bạn sẽ nhận được những thay đổi theo hướng khá tệ khi nhìn ở bất cứ điểm nào, ngoại trừ phần chính diện. Tấm nền TN cao cấp có xu hướng tốt hơn một chút, nhưng nhìn chung đây là điểm yếu lớn của TN.

Các tấm nền VA và IPS đều tốt hơn đáng kể, trong đó IPS là tốt nhất cho góc nhìn xét về tổng thể. Xếp hạng góc nhìn 178/178 là sự phản ánh thực tế những gì bạn có thể mong đợi với IPS. Không có nhiều sự thay đổi về màu sắc hoặc độ tương phản từ mọi góc độ. VA thể hiện rất tốt trong vấn đề này nhưng không tốt bằng IPS, chủ yếu là do sự thay đổi độ tương phản ở các góc ngoài trung tâm. Với VA và đặc biệt là TN, có một số thay đổi màu sắc và độ tương phản khi nhìn ở các góc, chúng không phù hợp với những công việc chuyên nghiệp coi trọng về màu sắc như tấm nền IPS. Đó là lý do tại sao bạn thấy hầu hết các màn hình ở cấp độ chuyên nghiệp đều sử dụng IPS.

Độ sáng và độ tương phản

Về độ sáng, không có sự khác biệt nào giữa các công nghệ này vì phần đèn nền (backlight) xác định độ sáng, tách biệt với tấm nền tinh thể lỏng. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ tương phản, và đây là điều mà hầu hết mọi người cần xem xét khi xác định loại tấm nền mình cần.

Cả hai tấm nền TN và IPS có tỷ lệ tương phản khoảng 1000:1, mặc dù trong thử nghiệm đã có một số khác biệt. Các tấm nền TN có tỷ lệ tương phản thấp nhất khi được hiệu chỉnh, nằm trong khoảng 700:1 đến 900:1 (với tấm nền cơ bản) và lên tới 1000:1 (với loại tấm nền tốt hơn). IPS có phạm vi lớn hơn, một số tấm nền có tỷ lệ tương phản thấp ở mức 700:1 như TN, tuy nhiên, tỷ lệ tốt nhất có thể đẩy lên mức cao hơn TN (1200:1 cho màn hình desktop và 1500:1 cho một số màn hình máy tính xách tay).

Cả TN và IPS đều không đạt được phạm vi rộng như VA.

Các tấm nền VA cơ bản bắt đầu với tỷ lệ tương phản 2000:1 và mức tốt nhất dễ dàng vượt qua mốc 4500:1 (tỷ lệ điển hình cho hầu hết các màn hình là 3000:1). TV chủ yếu sử dụng các tấm nền VA và tỷ lệ tương phản có thể cao hơn nữa. Chẳng có gì lạ khi thấy tỷ lệ tương phản đạt mức hơn 6000:1. Vì vậy, nếu muốn có những vùng tối thực sự và tỷ lệ tương phản cao, bạn nên lựa chọn tấm nền VA.

Mặc dù IPS có tỷ lệ tương phản ở mức trung bình, nhưng chúng lại gặp phải hiện tượng IPS glow (hở sáng). Đó là hiện tượng một ánh sáng trắng rõ xuất hiện ở một góc khi xem hình ảnh tối màu. Các tấm nền tốt nhất hạn chế hiện tượng hở sáng này ở mức tối thiểu, nhưng đây vẫn là một vấn đề xuất hiện trên tất cả những màn hình loại này.

Chất lượng màu sắc

Chất lượng màu sắc là sự khác biệt nữa mà nhiều người nhận thấy giữa màn hình TN và các tấm nền khác. Có hai tiêu chí để đánh giá chất lượng màu sắc: Độ sâu màu (color depth) hay độ sâu bit (bit depth) và dải màu (color gamut). Trong cả hai tiêu chí này, các tấm nền TN có xu hướng rơi vào thế yếu hơn. Nhiều màn hình TN, đặc biệt là các model cơ bản, chỉ thực sự là loại 6 bit và sử dụng FRC (Frame Rate Control) để đạt được đầu ra 8 bit tiêu chuẩn. Các tấm nền 6 bit dễ bị lỗi color banding (hiển thị màu không chính xác), trong khi các tấm nền 8 bit gốc có gradient màu “mịn” hơn và do đó cho đầu ra màu tốt hơn.

Không phải tất cả các tấm nền TN đều là 6 bit. Các TN cao cấp nhất là loại 8 bit gốc, nhưng hầu hết những tấm nền TN sẽ chỉ là loại 6 bit, ngay cả ở thời điểm hiện tại. Nếu muốn màn hình 8 bit gốc, bạn sẽ phải sử dụng IPS hoặc VA, với nhiều tùy chọn hơn.

Mặc dù vẫn còn các tấm nền IPS và VA cơ bản là loại 6 bit, nhưng hầu hết các tùy chọn từ trung bình đến cao cấp đều là 8 bit.

Đối với loại panel 10 bit, thông thường, bạn sẽ cần tìm tấm nền IPS. Một số tấm nền VA có thể sở hữu thông số này, nhưng rất hiếm. Hầu hết các màn hình bạn mua đều ghi là 10 bit, nhưng thực tế chúng là 8 bit + FRC, chỉ có những màn hình cao cấp chuyên nghiệp mới cung cấp trải nghiệm 10 bit gốc.

Dải màu

VA và IPS cho trải nghiệm dải màu vượt trội. Các tấm nền TN tốt nhất có xu hướng bị giới hạn ở sRGB hoặc trong trường hợp những tấm nền cơ bản tệ nhất, chúng thậm chí còn không bao gồm toàn bộ dải sRGB. Cũng có tấm nền TN với dải màu rộng hơn nhưng rất hiếm.

Những tấm nền VA thường bắt đầu với độ phủ sRGB đầy đủ ở mức tối thiểu và tùy thuộc vào từng model, phạm vi này có thể rộng hơn. Các VA sử dụng phim chấm lượng tử (quantum dot film), điển hình là từ Samsung, cung cấp các gam màu lớn hơn, khoảng 125% sRGB hoặc 90% DCI-P3. Hầu hết các màn hình VA phổ biến được thử nghiệm rơi vào khoảng 85 đến 90% DCI-P3. Đây là một kết quả tốt, mặc dù mức tốt nhất có thể đạt tới 95% hoặc cao hơn.

Tấm nền IPS có sự chênh lệch lớn nhất. Màn hình IPS cơ bản có xu hướng đạt được 95% sRGB hoặc thấp hơn, trong khi phần lớn các model nằm trong phạm vi sRGB đầy đủ. Với màn hình cao cấp, thường dành cho các chuyên gia, không có gì lạ khi thấy phạm vi DCI-P3 và Adobe RGB đầy đủ xuất hiện. Trong tất cả các màn hình IPS với dải màu rộng đã thử nghiệm, phạm vi DCI-P3 thấp nhất là 93% và mức 95% là con số điển hình. Điều này làm cho IPS trở thành công nghệ tốt nhất, xét về tiêu chí dải màu rộng.

Tốc độ refresh

Trong suốt phần lớn bài viết này, ta đã nói về TN như một công nghệ tệ nhất trong 3 tùy chọn. Cho đến thời điểm hiện tại, TN có khả năng tái tạo màu sắc, tỷ lệ tương phản và góc nhìn kém nhất. Nhưng TN có một lợi thế lớn về tốc độ. Tấm nền TN là tùy chọn tốt nhất, xét về cả tốc độ refresh và thời gian phản hồi.

Hiện tại, TN là loại tấm nền duy nhất có thể đạt tốc độ 240Hz ở 1080p và hiện tại là 1440p. Các tấm nền VA đạt mức mức 200Hz cho màn hình Ultrawide, tuy nhiên hầu hết những model 16:9 được giới hạn ở 165Hz. Các tấm nền IPS cũng đứng đầu ở mức 165Hz, mặc dù LG có tùy chọn 240Hz ở 1080p.

Mặc dù các tấm nền IPS có thể refresh ở mức 144Hz trở lên, số lượng tấm nền có tốc độ refresh cao bị hạn chế so với cả VA và TN. Hầu hết mọi màn hình IPS, đặc biệt là những tùy chọn cao cấp dành cho các chuyên gia, cũng như màn hình văn phòng cơ bản, là 60 hoặc 75Hz. Trong khi đó, số lượng lớn hơn đáng kể tấm nền VA, với phạm vi kích thước và độ phân giải rộng, sẽ có tốc độ refresh cao. Còn ưu điểm chính của TN là khả năng refresh siêu cao.

Thời gian phản hồi

Một điểm chính khác cần xem xét là thời gian phản hồi, yếu tố chi phối mức độ bóng mờ, nhòe và sự rõ ràng tổng thể của một tấm nền. Các tấm nền IPS và VA ban đầu có thời gian phản hồi rất chậm, tuy nhiên điều này đã được cải thiện nhiều ở những tấm nền hiện đại, do đó, sự khác biệt giữa ba công nghệ này không rõ ràng như trước đây. Với những gì đã nói, TN vẫn giữ nguyên lợi thế rất lớn ở đây.

Hầu hết các tấm nền TN có thời gian chuyển tiếp là 1ms hoặc thậm chí thấp hơn với một số tùy chọn phát hành gần đây. Các mức thời gian trung bình để chuyển từ màu xám đến xám thực sự đo được cho những tấm nền TN có xu hướng nằm trong phạm vi 2 - 3ms. Điều này làm cho TN trở thành công nghệ nhanh nhất, xét về thời gian phản hồi.

Các tấm nền IPS giành vị trí thứ 2 xét về tốc độ, mặc dù xu hướng giống với IPS, nhưng có sự khác biệt lớn giữa tùy chọn tốt nhất và tệ nhất của loại tấm nền này.

Màn hình IPS cao cấp, điển hình là những màn hình với tốc độ refresh cao, có thể có thời gian chuyển đổi rơi vào mức 4ms. Điều này làm cho IPS hoạt động tốt hơn so với các tấm nền TN tốt nhất. Tuy nhiên, các tấm nền IPS cơ bản hoặc những model không có tính năng overdrive (tăng tốc độ phản hồi) sẽ nằm gần phạm vi 10ms, trong khi các tùy chọn ở tầm trung có xu hướng rơi vào khoảng 5 đến 7ms.

Tấm nền VA luôn là loại chậm nhất trong số 3 công nghệ. Tốc độ nhanh nhất đo được là từ 5 đến 6ms, mặc dù các con số điển hình nằm trong khoảng từ 8 đến 10ms đối với màn hình cấp độ chơi game. Các tấm nền VA cũng có xu hướng ít nhất quán về sự chuyển đổi. Một số chuyển đổi riêng lẻ có thể rất nhanh, trong khi những cái khác lại rất chậm.

Mặc dù nhiều người không thể nhận ra sự khác biệt giữa tấm nền VA 8ms và IPS 5ms, nhưng ít nhất điều này được thể hiện rõ ràng hơn trong chuyển động. Sự chậm chạp của các tấm nền VA cũng giới hạn tốc độ refresh thực của chúng: Tấm nền 144Hz có thời gian phản hồi 9ms, thực sự mang lại hình ảnh tương đương với tấm nền 110Hz. Trong khi hầu hết các tấm nền IPS 144Hz có thể chuyển đổi nhanh hơn, dẫn đến trải nghiệm 144Hz chân thực. Vì vậy, đây là một điểm cần xem xét.

Tóm lại, tấm nền TN là tùy chọn nhanh và có tốc độ refresh cao nhất, tuy nhiên chúng lại sở hữu góc nhìn kém, cũng như hiệu suất màu yếu và tỷ lệ tương phản thấp nhất. TN thường được sử dụng cho màn hình chơi game cực nhanh, cũng như màn hình máy tính để bàn và máy tính xách tay giá cả phải chăng.

IPS là một công nghệ ở tầm trung. Chúng thường có hiệu suất màu sắc và góc nhìn tốt nhất, thời gian phản hồi, tốc độ refresh, cùng với các mức độ màu đen và tỷ lệ tương phản ở mức trung bình. Nhờ đầu ra màu sắc cao cấp nhất, tấm nền IPS là lựa chọn phù hợp cho các chuyên gia, nhưng bạn cũng sẽ tìm thấy chúng trong loại màn hình cơ bản, màn hình văn phòng, hầu hết máy tính xách tay và một số ít màn hình chơi game.

Những tấm nền VA là tùy chọn chậm nhất trong số 3 công nghệ, nhưng có tỷ lệ tương phản và các mức độ màu đen tốt nhất cho đến thời điểm hiện tại. Hiệu suất màu không ở mức khá, nhưng chúng vẫn mang lại trải nghiệm tốt hơn đáng kể so với TN.

Với thời gian phản hồi cho các tấm nền VA hiện đại tốt nhất đạt tới mức tương đương với IPS thông thường, cùng với sự hỗ trợ rộng rãi cho tốc độ refresh cao, công nghệ VA thường được sử dụng cho màn hình chơi game. Các VA cơ bản cũng có xu hướng vượt trội so với những tấm nền TN và IPS cùng cấp độ, mặc dù VA không được sử dụng trong máy tính xách tay.

Không có câu trả lời chính xác cho câu hỏi công nghệ màn hình nào là tốt nhất, bởi vì mỗi tùy chọn đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng. Đó là lý do tại sao cả ba cùng tồn tại trên thị trường cho đến ngày nay. Tuy nhiên, nếu bạn muốn nhận được một đề xuất, các tấm nền VA có vẻ là lựa chọn hấp dẫn đối với hầu hết mọi người mua, đặc biệt là các game thủ và những người dùng thông thường. Các chuyên gia sáng tạo nên lựa chọn màn hình IPS, trong khi những ai cần một tùy chọn giá siêu rẻ hoặc có tốc độ refresh cực kỳ cao để chơi game nên chọn TN.

Chúc bạn tìm được cho mình lựa chọn phù hợp!