Màn hình máy tính là thiết bị điện tử gắn liền với máy tính với mục đích chính là hiển thị và giao tiếp giữa người sử dụng với máy tính.
Đối với các máy tính cá nhân (PC), màn hình máy tính là một bộ phận tách rời. Đối với máy tính xách tay màn hình là một bộ phận gắn chung không thể tách rời. Đặc biệt: màn hình có thể dùng chung (hoặc không sử dụng) đối với một số hệ máy chủ.
2. Các thông số cơ bản của màn hình máy tính a. Độ phân giải
Màn hình máy tính hiển thị ảnh theo từng điểm rời rạc rất nhỏ, liên kết các điểm đó cho phép hiển thị các ảnh theo những gì ta nhìn thấy. Độ phân giải của màn hình máy tính là một biểu thị số điểm ảnh hàng ngang x số điểm ảnh hàng dọc ví dụ: 1024x768 có nghĩa là có 1024 điểm ảnh theo chiều ngang và 768 điểm ảnh theo chiều dọc.
– Trung tâm đào tạo bác sĩ máy tính thực hành Chuyên khoa PC
Theo thiết kế, mỗi màn hình được thiết kế với một độ phân giải tối đa nào đó. Đối với mành hình CRT, người sử dụng có thể thiết lập làm việc với độ phân giải tối đa hoặc thấp hơn mà vẫn đảm bảo sự hiển thị hoàn hoảo (nhưng có nhiều loại màn hình CRT nếu đặt ở tối đa phải chấp nhận thiết lập tần số làm tươi thấp đi). Đối với màn hình tinh thể lỏng tốt nhất phải thiết lập làm việc đúng với độ phân giải tối đa để đảm bảo hiển thị hình ảnh rõ nét (nguyên nhân trình bày ở phần sau).
b. Tốc độ làm tươi
Nguyên lý hiển thị sự chuyển động của hình ảnh trên màn hình máy tính cũng giống như nguyên lý chiếu bóng: Làm thay đổi nhanh các hình ảnh tĩnh trong một khoảng thời gian ngắn để lợi dụng tính chất lưu ảnh trong võng mạc của con người để ghép thành các hình ảnh chuyển động.
Tốc độ làm tươi thể hiện số khung hình đạt được trong một giây. Tốc độ làm tươi đối với các loại màn hình thông dụng ở tần số 60, 75, 85 Hz (trong điện ảnh: với các phim nhựa, tần số thường là 24).
Đối với màn hình máy tính loại CRT, độ làm tươi có thể thay đổi rộng từ 60 Hz trở lên.
Những loại màn hình CRT thông dụng thường từ 60 đến 85 Hz, đối với một số model đặc biệt, độ làm tươi có thể đến 120 Hz hoặc cao hơn.
Đối với màn hình tinh thể lỏng, tốc độ làm tươi thường là 60 Hz.
Tốc độ làm tươi ảnh hưởng đến sức khoẻ của người sử dụng máy tính. Nếu đặt quá thấp với màn hình CRT sẽ có cảm giác rung hình, nhức mắt dẫn đến nhức đầu khi làm việc liên tục. Thông thường với màn hình CRT nên đặt tối thiểu 75 Hz để tránh có cảm giác này.
Với màn hình tinh thể lỏng độ làm tươi 60 Hz cũng ít tạo ra cảm giác rung hình và nhức mắt như trên bởi cơ chế tạo hình ảnh của nó hoàn toàn khác với màn hình CRT.
c. Thời gian đáp ứng
Thời gian đáp ứng là một khái niệm chỉ nhắc đến đối với các màn hình tinh thể lỏng.
Thời gian đáp ứng ở màn hình tinh thể lỏng được tính bằng miligiây (ms), nói đến khoảng thời gian biến đổi hoàn toàn một màu sắc của một điểm ảnh. Chính vì công nghệ tinh thể lỏng không thể hiển thị một điểm ảnh tức thời nên mới xuất hiện khái niệm này như một thông số để đánh giá về màn hình tinh thể lỏng.
Nếu như cần hiển thị một chuyển động rất nhanh (ví dụ tường thuật một trận đua xe công thức 1 hoặc chơi games đua xe chẳng hạn) thì màn hình phải thay đổi các hình tĩnh liên tục. Nếu như việc chuyển đổi các hình ảnh không kịp thời sẽ xảy ra hiện tượng hình ảnh mới xuất hiện nhưng hình ảnh cũ không kịp xoá hết, không kịp thay đổi thì kết quả hiển thị sẽ xuất hiện vệt mờ của hình cũ - quen gọi là "bóng ma".
Kích thước điểm ảnh
Thời gian đáp ứng
– Trung tâm đào tạo bác sĩ máy tính thực hành Chuyên khoa PC
Với việc xử lý văn bản, lướt web, xem phim thông thường (không có các pha hành động cực nhanh) thì thời giam đáp ứng 25 ms cũng đủ. Tuy nhiên với việc chơi các games đua xe hoặc các tác vụ khác liên quan đến thay đổi hình ảnh liên tục thì người sử dụng nên chọn thời gian đáp ứng càng thấp càng tốt. Hiện nay nhiều hãng sản xuất màn hình tinh thể lỏng đã quảng cáo sản phẩm của mình có thời giam đáp ứng đạt mức 2 ms (mức có thể đáp ứng mọi vấn đề về hiển thị).
Tuy nhiên, có rất nhiều vấn đề còn tranh cãi trong việc tính thời gian đáp ứng trên màn hình tinh thể lỏng của các hãng, bởi mỗi hãng tính theo một cách khác nhau và công bố theo kết quả riêng của họ.
d. Kích thước điểm ảnh
Kích thước điểm ảnh là một thông số cố định và không thay đổi được, nó là kích thước điểm ảnh nhỏ nhất - tương ứng với độ phân giải lớn nhất. Các kích thước điểm ảnh còn có thể thay đổi đến lớn hơn tuỳ thuộc vào người sử dụng khi thiết lập độ phân giải màn hình thấp hơn so với thiết kế của nhà sản xuất.
Kích thước điểm ảnh của mỗi hãng, mỗi model đều có thể khác nhau. Thấy rõ nhất là với các màn hình tinh thể lỏng có giá phổ thông hai loại màn hình có kích thước đường chéo khác nhau 17" và 19" thường cùng độ phân giải (lớn nhất) 1280x1024 (cùng so sánh với thể loại không phải màn hình rộng (non-wide) )
Kích thước điểm ảnh càng nhỏ hình ảnh hiển thị sẽ nét hơn và nếu kích thước điểm ảnh càng lớn thì ngược lại.
3. Màn hình máy tính loại CRT
Thường gặp nhất là các loại màn hình máy tính với nguyên lý ống phóng chùm điện tử (ống CRT, nên thường đặt tên cho loại này là "loại CRT").
a. ưu nhược điểm
Ưu điểm: Thể hiện màu sắc rất trung thực, tốc độ đáp ứng cao, độ phân giải có thể đạt được cao. Phù hợp với games thủ và các nhà thiết kế, xử lý đồ hoạ.
Nhược điểm: Chiếm nhiều diện tích, tiêu tốn điện năng hơn các loại màn hình khác, thường gây ảnh hưởng sức khoẻ nhiều hơn với các loại màn hình khác.
b. Nguyên lý hiển thị hình ảnh
Màn hình CRT sử dụng phần màn huỳnh quang dùng để hiển thị các điểm ảnh, để các điểm ảnh phát sáng theo đúng màu sắc cần hiển thị cần các tia điện tử tác động vào chúng để tạo ra sự phát xạ ánh sáng. Ống phóng CRT sẽ tạo ra các tia điện tử đập vào màn huỳnh quang để hiển thị các điểm ảnh theo mong muốn.
Để tìm hiểu nguyên lý hiển thị hình ảnh của các màn hình CRT, ta hãy xem nguyên lý để hiển thị hình ảnh của một màn hình đơn sắc (đen trắng), các nguyên lý màn hình CRT màu đều dựa trên nền tảng này.
c. Nguyên lý hiển thị hình ảnh của màn hình đen-trắng
Ở các màn hình CRT cổ điển: Toàn bộ lớp huỳnh quang trên bề mặt chỉ hiển phát xạ một màu duy nhất với các mức thang xám khác nhau để tạo ra các điểm ảnh đen trắng. Một điểm ảnh được phân thành các cường độ sáng khác nhau sẽ được điều khiển bằng chùm tia điện tử có cường độ khác nhau.
Chùm tia điện tử được xuất phát từ một ống phát của đèn hình. Tại đây có một dây tóc (kiểu giống dây tóc bóng đèn sợi đốt) được nung nóng, các điện tử tự do trong kim loại của sợi dây tóc nhảy khỏi bề mặt và bị hút vào điện trường tạo ra trong ống CRT. Để tạo ra một tia điện tử, ống CRT có các cuộn lái tia theo hai phương (ngang và đứng) điều khiển tia này đến các vị trí trên màn huỳnh quang.
Để đảm bảo các tia điện tử thu hẹp thành dạng điểm theo kích thước điểm ảnh thiết đặt, ống CRT có các thấu kính điện từ (hoàn toàn khác biệt với thấu kính quang học) bằng các cuộn dây để hội tụ chùm tia.
Tia điện tử được quét lên bề mặt lớp huỳnh quang theo từng hàng, lần lượt từ trên xuống dưới, từ trái qua phải một cách rất nhanh để tạo ra các khung hình tĩnh, nhiều khung hình tĩnh như vậy thay đổi sẽ tạo ra hình ảnh chuyển động.
Cường độ các tia này thay đổi theo điểm ảnh cần hiển thị trên màn hình, với các điểm ảnh màu đen các tia này có cường độ thấp nhất (hoặc không có), với các điểm ảnh trắng thì
– Trung tâm đào tạo bác sĩ máy tính thực hành Chuyên khoa PC
tia này lớn đến giới hạn, với các thang màu xám thì tuỳ theo mức độ sáng mà tia có cường độ khác nhau.
d. Nguyên lý hiển thị hình ảnh của màn hình màu
Nguyên lý hiển thị hình ảnh của màn hình màu loại CRT giống với màn hình đen trắng đã trình bày ở trên. Các màu sắc được hiển thị theo nguyên tắc phối màu phát xạ: Mỗi một màu xác định được ghép bởi ba màu cơ bản.
Trên màn hình hiển thị lớp huỳnh quang của màn hình đen trắng được thay bằng các lớp phát xạ màu dọc từ trên xuống dưới màn hình (điều này hoàn toàn có thể quan sát được bằng mắt thường).
Như vậy, có thể thấy ở màn hình CRT, mỗi hình ảnh được hiển thị không tức thời, mà từ phía trên xuống phía dưới. Nếu dùng máy ảnh chụp ảnh màn hình CRT với tốc độ nhanh sẽ nhận thấy các hình ảnh xuất hiện theo từng khối ngang màn hình. Đây chính là nguyên nhân có sự cảm nhận về rung hình. Đối với màn hình tinh thể lỏng, các hình ảnh tỉnh được hiển thị gần như tức thời nên không có cảm giác này (do đó ở tần số làm tươi 60 Hz vẫn không có cảm giác rung hình.
4. Màn hình máy tính loại tinh thể lỏng
Màn hình tinh thể lỏng là loại thiết bị hiển thị cấu tạo bởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính phân cực của ánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực. Chúng có ưu điểm là phẳng, cho hình ảnh sáng, chân thật và tiết kiệm năng lượng.
Ưu điểm: Mỏng nhẹ, không chiếm diện tích trên bàn làm việc. Ít tiêu tốn điện năng so với màn hình loại CRT, ít ảnh hưởng đến sức khoẻ người sử dụng so với màn hình CRT.
Nhược điểm: Giới hạn hiển thị nét trong độ phân giải thiết kế (hoặc độ phân giải bằng 1/2 so với thiết kế theo cả hai chiều dọc và ngang), tốc độ đáp ứng chậm hơn so với màn hình CRT (tuy nhiên năm 2007 đã xuất hiện nhiều model có độ đáp ứng đến 2 ms), màu sắc chưa trung thực bằng màn hình CRT.
Mà m
Cấ thấ
– Trun
a. Cấu tạ àn hình tin áy tính ha
ấu trúc các ấy trên má
ng tâm đào tạ
ạo
nh thể lỏn ay TV).
c lớp của m áy tính bỏ
ạo bác sĩ máy
ng dùng ng
một màn h túi).
tính thực hà
guồn sáng
hình tinh t
ành
g tự cấp (t
hể lỏng đe
thường dà
en trắng k
ành cho m
không tự p
Chuyên
àn hình m
hát sáng (
n khoa PC
màu của
(thường
1.Kính lọc phân cực thẳng đứng để lọc ánh sáng tự nhiên đi vào.
2.Lớp kính có các điện cực ITO. Hình dáng của điện cực là hình cần hiển thị.
3.Lớp tinh thể lỏng.
4.Lớp kính có điện cực ITO chung.
5.Kính lọc phân cực nằm ngang.
6.Gương phản xạ lại ánh sáng cho người quan sát.
Có hai kiểu cấu tạo màn hình tinh thể lỏng chính, khác nhau ở thiết kế nguồn sáng.
Trong kiểu thứ nhất, ánh sáng được phát ra từ một đèn nền, có vô số phương phân cực như các ánh sáng tự nhiên. Ánh sáng này được cho lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ nhất, trở thành ánh sáng phân cực phẳng chỉ có phương thẳng đứng. Ánh sáng phân cực phẳng này được tiếp tục cho truyền qua tấm thủy tinh và lớp điện cực trong suốt để đến lớp tinh thể lỏng. Sau đó, chúng tiếp tục đi tới kính lọc phân cực thứ hai; có phương phân cực vuông góc với kính lọc thứ nhất, rồi đi tới mắt người quan sát. Kiểu màn hình này thường áp dụng cho màn hình màu ở máy tính hay TV. Để tạo ra màu sắc, lớp ngoài cùng, trước khi ánh sáng đi ra đến mắt người, có kính lọc màu.
Ở loại màn hình tinh thể lỏng thứ hai, chúng sử dụng ánh sáng tự nhiên đi vào từ mặt trên và có gương phản xạ nằm sau, dội ánh sáng này lại cho người xem. Đây là cấu tạo thường gặp ở các loại màn hình tinh thể lỏng đen trắng trong các thiết bị bỏ túi. Do không cần nguồn sáng nên chúng tiết kiệm năng lượng.
b. Hoạt động bật tắt cơ bản
Nếu điện cực của một điểm ảnh con không được áp một điện thế, thì phần tinh thể lỏng ở nơi ấy không bị tác động gì cả, ánh sáng sau khi truyền qua chỗ ấy vẫn giữ nguyên phương phân cực, và cuối cùng bị chặn lại hoàn toàn bởi kính lọc phân cực thứ hai. Điểm ảnh con này lúc đó bị tắt và đối với mắt đây là một điểm tối.
Để bật một điểm ảnh con, cần đặt một điện thế vào điện cực của nó, làm thay đổi sự định hướng của các phân tử tinh thể lỏng ở nơi ấy; kết quả là ánh sáng sau khi truyền qua phần tinh thể lỏng ở chỗ điểm ảnh con này sẽ bị xoay phương phân cực đi, có thể lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ hai, tạo ra một điểm màu trên tấm kính trước.
c. Hiển thị màu sắc và sự chuyển động
Hình ảnh hiện ra trên tấm kính trước là do sự cảm nhận tổng thể tất cả các điểm ảnh, ở đấy mỗi điểm ảnh mang một màu sắc và độ sáng nhất định, được qui định, theo quy tắc phối màu phát xạ, bởi mức độ sánh của ba điểm ảnh con của nó (tỉ lệ của ba màu đỏ, lục và lam), tức được qui định bởi việc bật/tắt các điểm ảnh con ấy.
– Trung tâm đào tạo bác sĩ máy tính thực hành Chuyên khoa PC
Để làm điều này, cùng một lúc các điện thế thích hợp sẽ được đặt vào các điểm ảnh con nằm trên cùng một hàng, đồng thời phần mềm trong máy tính sẽ ra lệnh áp điện thế vào những cột có các điểm ảnh con cần bật.
Ở mỗi thời điểm, các điểm ảnh ở một trạng thái bật/tắt nhất định - ứng với một ảnh trên màn hình. Việc thay đổi trạng thái bật/tắt của các điểm ảnh tạo ra một hình ảnh chuyển động. Điều này được thực hiện bằng cách áp điện thế cho từng hàng từ hàng này đến hàng kế tiếp (gọi là sự quét dọc) và áp điện thế cho từng cột từ cột này đến cột kế tiếp (sự quét ngang). Thông tin của một ảnh động từ máy tính được chuyển thành các tín hiệu quét dọc và quét ngang và tái tạo lại hình ảnh đó trên màn hình.
Màu sắc được tạo ra bởi sự phối màu phát xạ từ ba loại điểm ảnh đỏ, lục và lam.
Độ phân giải của màn hình tinh thể lỏng dù có thể đặt được theo người sử dụng, tuy nhiên để hiển thị rõ nét nhất phải đặt ở độ phân giải thiết kế của nhà sản xuất. Nguyên nhân là các điểm ảnh được thiết kế cố định (không tăng và không giảm được cả về số điểm ảnh và kích thước), do đó nếu thiết đặt độ phân giải thấp hơn độ phân giải thiết kế sẽ xảy ra tình trạng tương tự việc có 3 điểm ảnh vật lý (thực) dùng để hiển thị 2 điểm ảnh hiển thị (do người sử dụng thiết đặt), điều xảy ra lúc này là hai điểm ảnh vật lý ở sẽ hiển thị trọn vẹn, còn lại một điểm ảnh ở giữa sẽ hiển thị một nửa điểm ảnh hiển thị này và
một nửa điểm ảnh hiển thị kia - dẫn đến chỉ có thể hiển thị màu trung bình, dẫn đến sự hiển thị không rõ nét.
d. Điểm chết trong màn hình tinh thể lỏng
Một trong các tiêu chí quan trọng để đánh giá về màn hình tinh thể lỏng là các điểm chết của nó (khái niệm điểm chết không có ở các loại màn hình CRT).
Điểm chết được coi là các điểm mà màn hình không thể hiển thị đúng màu sắc, ngay từ khi bật màn hình lên thì điểm chết chỉ xuất hiện một màu duy nhất tuỳ theo loại điểm chết.
Điểm chết có thể xuất hiện ngay từ khi xuất xưởng, có thể xuất hiện trong quá trình sử dụng.
Điểm chết có thể là điểm chết đen hoặc điểm chế trắng. Với các điểm chết đen chúng ít lộ và dễ lẫn vào hình ảnh, các điểm chết trắng thường dễ nổi và gây ra sự khó chịu từ người sử dụng.
Theo công nghệ chế tạo các điểm chết của màn hình tinh thể lỏng không thể sửa chữa được. Thường tỷ lệ xuất hiện điểm chết của màn hình tinh thể lỏng chiếm khoảng 30%
tổng sản phẩm xuất xưởng nên các hãng sản xuất có các chế độ bảo hành riêng. Một số hãng cho phép đến 3 điểm chết (mà không bảo hành), một số khác là 5 điểm do đó khi lựa chọn mua các màn hình tinh thể lỏng cần chú ý kiểm tra về số lượng các điểm chết sẵn có.
Để kiểm tra các điểm chết trên các màn hình tinh thể lỏng, tốt nhất dùng các phần mềm chuyên dụng (dẫn dễ tìm các phần mềm kiểu này bởi chúng thường miễn phí), nếu không có các phần mềm, người sử dụng có thể tạo các ảnh toàn một màu đen, toàn một màu trắng, toàn một màu khác và xem nó ở chế độ chiếm đầy màn hình (full screen) để kiểm tra.
Màn hình được chia thành 9 vùng như sau